JP7006969B2 - 物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステム - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、物品を運搬するための搬送システムに関し、より特定的には、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムに関する。

発明の背景
昨今の大規模な物品の処理、例えば、食品の冷却、冷凍、低温殺菌、加熱調理、または化学的処理などにおいて、工程を通じて物品を連続的に流すために搬送システムが採用されている。最小限の体積および外表面積の断熱容器内に比較的長い経路長を提供するために、この容器内を通って物品を運搬するコンベヤは、典型的には螺旋状の経路（この産業界で「スパイラル」経路と呼ばれる）を進むように構成されている。物品は、容器内で運搬される間、所定の温度まで加熱または冷却された空気、または容器内に入れられた極低温ガスにさらされる。

都合の悪いことに、空気または極低温ガスと物品との間の熱伝導率は比較的低いため、処理を行なうには、依然として、相当な時間長、物品を空気または極低温ガスにさらす必要がある。したがって、容器内の経路長が相当な長さであること（すなわち、容器が相当なサイズであること）、または、コンベヤの動きが非常に遅いことが必要である。

例えば、水または塩水などの液体と物品との間の熱伝導率は、空気または極低温ガスと物品との間の熱伝導率よりも大幅に高い。したがって、処理に水または塩水を使用することによって、物品をそれらにさらす時間が大幅に短縮される。これにより、エネルギ消費が抑えられるとともに、大幅に短縮された経路長を容器内で用いることが可能になる。結果として、システムの小型化またはコンベヤの高速化につながり、それによってスループットの増加が可能になる。

さらに、システム内での液体の運搬は、空気の運搬よりも大幅に効率的であり、ひいては費用効率が高い。

しかしながら、物品を液体に浸すための従来のコンベヤの使用には制約がある。なぜなら、多くの物品の密度は液体の密度よりも低いからである。結果として生じる浮力により、物品がコンベヤ上の適所から移動し、コンベヤを塞ぎ、または、液体表面上に浮遊する。これにより、物品またはその包装が損傷する可能性があり、処理および工程が非効率となる。物品の密度が液体の密度を十分に上回っておらず、液体の流れ力に抗して物品をコンベヤ上の適所に留めるのに十分な摩擦が生じない場合にも、これらの現象は起こり得る。

加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムを提供することが望ましい。

また、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムであって、物品を液体に浸しながら固定するように設計されたスパイラルコンベヤシステムを提供することが望ましい。

また、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムであって、液体を入れる容器のサイズを最小限に抑えつつ、比較的長いコンベヤの経路長を実現するスパイラルコンベヤシステムを提供することが望ましい。

発明の概要
したがって、本発明の目的の１つは、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムを提供することである。

本発明の別の目的は、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムであって、物品を液体に浸しながら固定するように設計されたスパイラルコンベヤシステムを提供することである。

本発明の別の目的は、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムであって、液体を入れる容器のサイズを最小限に抑えつつ、比較的長いコンベヤの経路長を実現するスパイラルコンベヤシステムを提供することである。

本発明の一態様によれば、スパイラルコンベヤシステムが提供される。スパイラルコンベヤシステムは、所定の温度の液体を入れるためのタンクを備える。コンベヤは、液体中で物品を搬送する。コンベヤを螺旋状に案内するための案内構造がタンク内に配置されている。スパイラルコンベヤシステムはさらに、物品が液体中で搬送されている間、当該物品を固定するための手段を備える。

本発明の上記態様によれば、スパイラルコンベヤシステムが提供される。スパイラルコンベヤシステムは、所定の温度の液体を入れるためのタンクを備える。コンベヤは、液体中で物品を搬送する。コンベヤを螺旋状に案内するための案内構造がタンク内に配置されている。スパイラルコンベヤシステムはさらに、コンベヤから所定の距離だけ上方に離隔して配置された固定用コンベヤを備える。固定用コンベヤは、コンベヤと平行に配置され、物品が液体中で搬送されている間、コンベヤと同じ方向に同じ速度で移動するように構成されている。

本発明の上記態様によれば、スパイラルコンベヤシステムが提供される。スパイラルコンベヤシステムは、所定の温度の液体を入れるためのタンクを備える。コンベヤは、液体中で物品を搬送する。コンベヤを螺旋状に案内するための案内構造がタンク内に配置されている。液体を供給するためにコンベヤの上方に配置された液体入力構造と、液体を除去するためにコンベヤの下方に配置された液体出力構造とを用いて、コンベヤを通り抜ける略下向きの液体の流れを生じさせることによって、物品が固定される。

本発明の利点は、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムを提供できることである。

本発明のさらなる利点は、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムであって、物品を液体に浸しながら固定するように設計されたスパイラルコンベヤシステムを提供できることである。

本発明のさらなる利点は、加熱、冷却、または化学的処理のために液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステムであって、液体を入れる容器のサイズを最小限に抑えつつ、比較的長いコンベヤの経路長を実現するスパイラルコンベヤシステムを提供できることである。

添付の図面を参照して、本発明の好ましい一実施形態を以下で説明する。

本発明の第１の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの詳細を、側面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの詳細を、側面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムがタンク内にコンベヤリターン部を有する状態を、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の第３の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用コンベヤを斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態に係る固定用コンベヤの第１の実現例を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態に係る固定用コンベヤの第１の実現例を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態に係る固定用コンベヤの第２の実現例を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態に係る固定用コンベヤの第２の実現例を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態に係る固定用コンベヤの第２の実現例を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の別の好ましい実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る固定用機構を斜視図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る吊下げコンベヤを用いた場合の、物品の入口および出口を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る吊下げコンベヤを用いた場合の、物品の入口および出口を断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の別の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを上面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、上面図で示す概略ブロック図である。 本発明のさらに別の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムを断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの詳細を、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの詳細を、上面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの詳細の他の設計を、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの詳細の他の設計を、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの液体入力環状部を、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの液体入力環状部を、底面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの液体出力環状部を、断面図で示す概略ブロック図である。 本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステムの液体出力環状部を、上面図で示す概略ブロック図である。

好ましい実施形態の説明
別段の規定がない限り、本明細書で使用するすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本発明の実施または試験においては、本明細書に記載されたものと同様または同等の任意の方法および材料を使用することも可能であるが、ここでは好ましい方法および材料を記載する。

図１ａ～図１ｄを参照すると、本発明の第１の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステム１００が提示されている。スパイラルコンベヤシステム１００は、例えば水または塩水などの液体１０４を入れるタンク１０２を備える。液体１０４は、物品をその中に浸漬しながら処理（例えば、物品の冷却、冷凍、低温殺菌、または加熱調理）するための所定の温度を有する。例えば、タンク１０２の外で液体１０４を加熱または冷却し、その後、ポンプ機構（図示せず）を用いて液体１０４をタンク１０２中で循環させる。オプションとして、例えば、物品を浸漬しながら化学的に処理する場合には、水または塩水以外の液体１０４を採用してもよい。

コンベヤ１０６は、入口セクション１０６．１で物品を受け取り（例えば、上方に配置された別のコンベヤによって物品が入口セクション１０６．１に投下される）、ブロック矢印で示すように、物品をスパイラル１０８を通って下方向に運搬する。スパイラル１０８の底部において、コンベヤ１０６は、クロスオーバーセクション１０６．３を通ってスパイラル１１０に渡る。スパイラル１１０は、物品を上方向に、出口セクション１０６．２まで運搬する。出口セクション１０６．２では、例えば、下方に配置された別のコンベヤ上に物品が投下される。閉ループを形成するコンベヤ１０６は、その後、例えば、タンク１０２の下方（セクション１０６．４）、および調整セクション１１４を通って案内され、入口セクション１０６．１まで戻る。好ましくは、コンベヤ１０６は、例えば出口セクション１０６．２の下流に配置されたコンベヤ洗浄機構１１２によって洗浄される（例えば、タンク１０２に塩水が入っている場合）。コンベヤ洗浄機構１１２は、例えば、コンベヤ１０６が通過する際に水または洗浄液を噴霧するための一連の噴霧ノズルを備える。コンベヤ１０６は、図１ｃに示すような従来のセルフスタッキングコンベヤ１０６Ａであってもよい。セルフスタッキングコンベヤ１０６Ａでは、コンベヤの側壁がスパイラル案内要素１０８Ａによって案内されながら互いに積層され、スパイラル（例えば、図１ｃに示すスパイラル１０８）を形成するように構成されている。代替的には、従来のコンベヤ１０６Ｂは、図１ｄに示すような、案内および支持を提供する従来のスパイラル支持構造１０８Ｂを用いて螺旋状に移動する。

代替的には、コンベヤ１０６は、出口セクション１０６．２でタンク１０２内に戻るように案内され、タンク１０２内の液体１０４（セクション１０６．５）を通って入口セクション１０６．１に戻る。例えば、コンベヤセクション１０６．５は、図１ｅに示すようにタンク１０２の底部に近接して配置されてもよいが、これに限定されず、設計の好みに応じてタンク１０２内の他の位置に配置されてもよい。コンベヤ洗浄機構１１２およびコンベヤ調整セクション１１４（図示せず）は、例えば、入口セクション１０６．１または出口セクション１０６．２の近傍であって、タンク１０２内の液体１０４の満タンレベルよりも上方に配置されてもよい。

さらに代替的には、接続された２つのタンクを設け、それぞれのタンクがスパイラル１０８、１１０を包囲し、接続部がクロスオーバーセクション１０６．３を覆うようにする。

コンベヤ１０６は、例えばステンレス鋼などの金属、またはナイロンなどのプラスチック材料からなる、接続された複数のセクションを有する従来の設計である。代替的には、コンベヤ１０６は、十分に可撓性を有する材料からなるベルト型構造である。コンベヤ１０６は、例えば、従来のセンタードラムを用いて、フリクションドライブまたはダイレクトドライブで駆動される。

図２ａおよび図２ｂを参照すると、本発明の第２の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステム２００が提示されている。スパイラルコンベヤシステム２００では、コンベヤ１０６は、入口セクション１０６．１からタンク２０２の底部まで、傾斜セクション１０６．５、２０２Ａを通って下方向に案内される。その後、物品は、底部からスパイラル１１０を通って上方向に、出口セクション１０６．２まで運搬される。代替的には、スパイラルコンベヤシステム２００は、逆順で動作するように設計されてもよい。すなわち、スパイラルを用いて物品を下方向に運搬し、傾斜を用いて物品を上方向に運搬してもよい。

図３ａおよび図３ｂを参照すると、本発明の第３の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステム３００が提示されている。スパイラルコンベヤシステム３００では、コンベヤ１０６は、入口セクション１０６．１からタンク３０２の底部まで、降下セクション１０６．６を通って略鉛直に下方向に案内される。その後、物品は、底部からスパイラル１１０を通って上方向に、出口セクション１０６．２まで運搬される。降下セクション１０６．６を通って運搬されている間、物品は、固定用コンベヤ３２０によってコンベヤ１０６に固定される。固定用コンベヤ３２０は、コンベヤ１０６と平行に、かつ、物品のサイズに適合する距離だけコンベヤ１０６から離隔することによってコンベヤ１０６との間に物品を固定できるように配置されている。固定用コンベヤ３２０は、図３ｂにブロック矢印で示すように、コンベヤ１０６に対向する部分がコンベヤ１０６と同じ方向に同じ速度で移動するように設計されている。

なお、固定用コンベヤ３２０をスパイラルコンベヤシステム２００に適用することにより、物品が傾斜セクション１０６．５に沿って搬送される間、物品を固定してもよい。

液体に浸漬されている物品を運搬するための従来のコンベヤは、物品の密度が液体の密度よりも大幅に高い場合にはうまく機能する。しかしながら、多くの食品の場合のように、物品の密度が液体の密度よりも低いか、または液体の密度を十分に上回っていない場合には、物品を液体に浸す従来のコンベヤの使用には限界があり、上述の問題が生じる。物品の密度が液体の密度よりも低い場合であっても、液体に浸漬されている物品を運搬するためのスパイラルコンベヤシステム１００、２００、３００の使用を可能にするために、スパイラルコンベヤシステム１００、２００、３００は、本発明に係る、物品をコンベヤに固定するための固定用機構を備える。

図４ａ～図４ｆを参照して、本発明に係る固定用機構は、固定用コンベヤ３３０を備える。図４ａに示すように、固定用コンベヤ３３０は、スパイラル１０８に入る前からスパイラル１１０を出る後まで物品を覆うことによって、液体に浸漬されている物品を固定する。固定用コンベヤ３３０は、例えば、図４ｂおよび図４ｃに示すような可撓性網状構造を有する。この可撓性網状構造は、固定用コンベヤ３３０とコンベヤ１０６との間に物品１０を固定するのに十分な細かさの網目サイズと十分な重さとを有する金属ワイヤからなる。代替的には、固定用コンベヤ３３０は、図４ｄ～図４ｆに示すような側壁３３０Ａを備える。これにより、固定用コンベヤ３３０はコンベヤ１０６Ｂと共に囲いを形成し、その内部に物品１０を収容することができる。物品１０は、液体に浸漬されながら浮力を受けて固定用コンベヤ３３０に接触するとともに、図４ｆにブロック矢印で示すように、固定用コンベヤ３３０との間の相互作用によって搬送される。なお、図４ｆは、図示を分かり易くするために逆さまに示した図である。

図４ｇ～図４ｊを参照して、本発明に係る固定用機構は、非セルフスタッキングコンベヤ１０６Ｂを有する。非セルフスタッキングコンベヤ１０６Ｂは下向きの側壁を有しており、この下向きの側壁は、スパイラル１０８、１１０で互いに積層されたとき、その内部に物品１０を収容する囲いを形成する。支持構造１０８Ｂ、１１０Ｂは、内側端縁でコンベヤ１０６Ｂを支える内側支持枠１０８Ｂ．１、１１０Ｂ．１と、外側端縁でコンベヤ１０６Ｂを支える外側支持枠１０８Ｂ．２、１１０Ｂ．２とを有する。内側支持枠１０８Ｂ．１、１１０Ｂ．１と外側支持枠１０８Ｂ．２、１１０Ｂ．２との間には、支持構造は設けられない。

このように支持構造が内側端縁で固定されているため、コンベヤ１０６Ｂを駆動させるために回転センタードラムを使用することができない。ここでは、駆動機構は、例えば、図４ｇおよび図４ｈに示すように、コンベヤ１０６Ｂの端縁のうちの片方または両方に配置されたスプロケット１０７Ａとそれぞれ相互に作用するスプロケットホイール１０７Ｂを備えるスプロケット型駆動機構を含む。コンベヤ１０６Ｂの上面に配置された物品１０は、図４ｉに示すように、液体に浸漬されながら浮力を受けて、その上に積層されたコンベヤセクションの底面に接触する。物品１０はさらに、図４ｊにブロック矢印で示すように、コンベヤとの間の相互作用によって搬送される。なお、図４ｊは、図示を分かり易くするために逆さまに示した図である。物品１０は、浮力、および／または液体の流れによって、囲い内で位置がずれる可能性が依然としてある。物品１０の位置ずれを防止するために、物品１０がぴったりと収まるような高さを囲いが有するようにコンベヤ１０６Ｂおよび支持構造１０８Ｂ、１１０Ｂを設計してもよい。オプションとして、コンベヤ１０６Ｂの上面および底面には、摩擦グリップを有する材料からなるパッドを設けてもよい。ただし、これは所定のサイズの物品にしか適用することができない。

図５ａ～図５ｆを参照して、本発明に係る固定用機構は、セルフスタッキングコンベヤ１０６Ａを有する。セルフスタッキングコンベヤ１０６Ａは下向きの側壁を有しており、この下向きの側壁は、スパイラル１０８、１１０で互いに積層されたとき、その内部に物品１０を収容する囲いを形成する。コンベヤ１０６Ａの上面に配置された物品１０は、図５ａに示すように、液体に浸漬されながら浮力を受けて、その上に積層されたコンベヤセクションの底面に接触する。物品１０はさらに、図５ｂにブロック矢印で示すように、コンベヤとの間の相互作用によって搬送される。なお、図５ｂは、図示を分かり易くするために逆さまに示した図である。物品１０は、浮力、および／または液体の流れによって、囲い内で位置がずれる可能性が依然としてある。物品１０の位置ずれを防止するために、図５ａに示すように物品１０がぴったりと収まるような高さを囲いが有するように側壁を設計してもよい。オプションとして、コンベヤ１０６の上面および底面には、摩擦グリップを有する材料からなるパッドを設けてもよい。ただし、これは所定のサイズの物品にしか適用することができない。なお、側壁が上向きに設けられたセルフスタッキングコンベヤ１０６Ａを採用してもよい。

物品が異なるサイズを有する場合に囲い内での物品１０の位置ずれを防止するために、図５ｃおよび図５ｄに示すように、スタラクタイト（stalactite）状の突出部１３０がコンベヤ１０６Ａの底面に取付けられる。突出部１３０は可撓性材料（例えば、ゴム）からなり、物品１０を傷つけることなく物品１０の外形に合わせて湾曲できる程度の柔軟さを有し、なおかつ、物品１０を適所に保持できる程度の硬さを有する。突出部１３０の数は、物品１０を固定するのに十分であり、なおかつ、液体１０４の循環を妨げない数に決定される。スパイラルの始端にコンベヤの一連のセクションが到達すると、物品１０まで垂下する突出部が湾曲してばねのような張力を生じさせ、物品に下向きの圧力を与えて物品をコンベヤ１０６Ａ上に押さえ付ける。好ましくは、図５ｄに示すように、隣り合う突出部１３０は互いに垂直の向きである。これにより、図５ｄに示すように、物品１０を包囲するバリアが形成される。なお、図５ｄは、図示を分かり易くするために逆さまに示した図である。代替的には、図５ｅおよび図５ｆに示すように、ゴム突出部１３０ではなく軟質フォーム突出部１３２が採用される。なお、突出部１３０、１３２は、固定用コンベヤ３３０の底面に取付けてもよいし、非セルフスタッキングコンベヤ１０６Ｂの底面に取付けてもよい。

他の実施形態では、図６ａ～図６ｃに示すように、支持要素１０９を介して支持構造１０８Ｂ、１１０Ｂによって支持された吊下げコンベヤ１０６Ｂの底面に、コンベヤの移動方向に対して略垂直向きのバリア１３４を取付けることによって、物品１０の位置ずれを防止する。図６ａに示すように、物品１０が入口セクションで液体１０４中を浮遊しているときに、バリア１３４がその物品１０を捕捉し、２つの連続するバリア１３４間に搬送する。なお、図６ｃは、図示を分かり易くするために逆さまに示した図である。代替的には、図６ｄおよび図６ｅに示すように、バリア１３６をコンベヤ１０６の上面に取付けてもよい。好ましくは、バリア１３６は、浮遊する物品１０を２つの連続するバリア１３６間に固定するのに十分な高さを有する。オプションとして、２つの連続するバリア１３４、１３６間で物品１０の位置ずれをさらに防止するために、突出部１３０または１３２を採用してもよい。なお、分かり易くするために、図６ｂ、図６ｃ、および図６ｅではコンベヤ側壁を省略している。

オプションとして、図７ａおよび図７ｂに示すように、図６ａ～図６ｃに示す上述の実施形態において、物品１０を入れるトレイ１３８を採用してもよい。また、図７ｃおよび図７ｄに示すように、図６ｄおよび図６ｅに示す実施形態にトレイ１３８を採用してもよい。なお、図７ｂは、図示を分かり易くするために逆さまに示した図である。トレイ１３８は、例えばプラスチック材料からなり、トレイ１３８の壁には、液体１０４を通過させて循環させるための穴１４０が設けられている。好ましくは、トレイ１３８は、１つのトレイが２つの連続するバリア１３４、１３６間の距離に実質的に収まるような大きさである。なお、分かり易くするために、図７ｂおよび図７ｄではコンベヤ側壁を省略している。

固定用機構をスパイラルコンベヤシステム１００と組み合わせて説明しただけであるが、固定用機構はこれに限定されず、他のスパイラルコンベヤシステム（例えば、スパイラルコンベヤシステム２００および３００）でも使用され得ることが、当業者には明らかであろう。

図８ａおよび図８ｂは、吊下げコンベヤ１０６が採用された場合の、浮遊する物品１０の入口および出口をそれぞれ示すものである。コンベヤ１５２によって提供された物品１０は、タンク１０２の入口セクション１５０において液体１０４の表面に置かれる。浮遊する物品はバリア１３４および／または突出部１３０、１３２によって捕捉され、スパイラル１０８に搬送される。出口では、物品１０がコンベヤ１０６から解放され、出口セクション１５４において液体１０４の表面を浮遊する。物品１０は、そこで出口コンベヤ１５６のバリア１５８に捕捉される。

スパイラルにおいて上に積層されたコンベヤセクションで囲いの上側が画定される実施形態において、物品１０がクロスオーバーセクション１０６．３に沿って搬送される際に物品１０の位置がずれるのを防止するために、クロスオーバーセクションにカバーまたは固定用コンベヤが設けられる。代替的には、物品１０の浮力を低減するために、クロスオーバーセクションの下方の液体１０４に空気が注入される。物品１０の浮力を低減するために、液体を通るコンベヤ経路のうちの他のセクションに沿って空気を注入してもよい。

さらに代替的には、図９に示すように、スパイラル１０８および１１０は互いに近接して配置されている。最も近接する位置において、コンベヤはクロスオーバー部１６０でスパイラル１０８からスパイラル１１０に渡る。矢印で示すように、コンベヤは、スパイラル１１０ではスパイラル１０８とは反対の方向に回転する。これにより、クロスオーバー時の物品１０の位置ずれを防止するための上述の手段を用いる必要がなくなる。

液体を入れるタンクのサイズを最小限に抑えつつ、タンク内のコンベヤ１０６の経路長を長くするために、図１０ａおよび図１０ｂに示すように、２つのスパイラル１７０および１７２を入れ子状に設けてもよい。例えば、コンベヤ１０６は、ブロック矢印で示すように、内側スパイラル１７２を通って下方向に移動し、クロスオーバーセクション１７４を通って外側スパイラル１７０に渡り、外側スパイラル１７０によって上方向に移動する。クロスオーバーセクションをできる限り小さくするために、内側スパイラル１７２の外径と外側スパイラル１７０の内径とをほぼ等しくしてもよい。代替的には、スパイラル１７０、１７２が最も近接する位置にクロスオーバー部が配置されるように、スパイラル１７０、１７２を非同心に配置してもよい。

代替的には、スパイラル１０８、１１０は、ツインドラムセットを用い、両ドラムの周りを同時にコンベヤ１０６が螺旋状に動くようにして実現してもよい。さらに代替的には、スパイラル支持構造は、同じスパイラルであって、かつ、隣り合う積層されたスパイラルセクションが反対方向に移動するスパイラルを、コンベヤ１０６が上下に移動するように構成される。

なお、物品１０を冷却／加熱する空気用の従来のツインコンベヤ設計において、物品１０を下側コンベヤのみに置き、上側コンベヤは物品１０を固定するために使用することによって、本発明に係る、物品１０を冷却／加熱する液体用に改変してもよい。

図１１ａ～図１１ｉを参照すると、本発明の第４の好ましい実施形態に係る、物品を液体に浸漬するためのスパイラルコンベヤシステム４００が提示されている。スパイラルコンベヤシステム４００では、図１１ａにブロック矢印で示すように、コンベヤ４０６を通り抜ける略下向きの液体１０４の流れを生じさせることによって、物品１０を穏やかにコンベヤ４０６に押し付け、それによって物品１０をコンベヤ４０６に固定する。

好ましくは、スパイラルコンベヤシステム４００はスパイラル案内構造４０８を備える。スパイラル案内構造４０８は、駆動部４０８Ｂに接続された駆動軸４０８Ａを介してタンク４０２に回転可能に装着され、コンベヤ４０６を入口セクション４０６．１からクロスオーバーセクション４０６．３まで下方向に案内／移動する。スパイラルコンベヤシステム４００はさらに、スパイラル案内構造４１０を備える。スパイラル案内構造４１０は、駆動部４１０Ｂに接続された駆動軸４１０Ａを介してタンク４０２に回転可能に装着され、コンベヤ４０６をクロスオーバーセクション４０６．３から出口セクション４０６．２まで上方向に案内／移動する。

図１１ｂおよび図１１ｃを参照して、コンベヤ４０６は、コンベヤ底部４０６Ａと壁４０６Ｂとを備える。コンベヤ底部４０６Ａは、スパイラル案内構造４０８、４１０のそれぞれの案内レール４３２によって支持される。好ましくは、コンベヤ底部４０６Ａは、格子構造（例えば、ステンレス鋼などの金属、またはナイロンなどのプラスチックからなる）を有する。格子構造は、その上に配置される物品１０を支持するとともに、液体の十分な通り抜けを可能にする十分な開口領域４３８を提供するためのものである。十分な開口領域４３８が提供されるならば、他の構造が採用されてもよい。円筒壁４３６がスパイラル案内構造４０８、４１０のそれぞれに取付けられ、円筒壁４３４がタンク４０２に取付けられている場合には、コンベヤ４０６を円筒壁４３４、４３６の間に配置し、円筒壁４３４、４３６がコンベヤ４０６に近接した位置でコンベヤ４０６を囲むようにすることによって、水流が下方向に案内される。

代替的には、図１１ｄに示すように、コンベヤ４０６の壁４０６Ｂは、重なり合う固体板であり、液体の流れを案内するのに十分な高さを有する。あるいは、セルフスタッキングコンベヤの壁４０６Ｂは重なり合う固体板である。

さらに代替的には、図１１ｅに示すように、コンベヤ４０６に近接してバッフル４４０が配置されている。例えば、バッフル４４０は、コンベヤ４０６の周りに配置された平板、またはコンベヤ４０６を包囲する環状構造を有する。バッフル４４０は、下向きに略垂直に、またはコンベヤ４０６に向かって角度をつけて配置されている。

なお、クロスオーバーセクション４０６．３においても、コンベヤ４０６に近接して壁またはバッフルを配置してもよい。

コンベヤ４０６を通り抜ける略下向きの液体１０４の流れを生じさせるためには、液体１０４を供給するためにコンベヤの上方に配置された液体入力構造と、液体１０４を除去するためにコンベヤの下方かつ近傍に配置された液体出力構造とを用いることが好ましい。液体入力構造は、例えば、スパイラル案内構造４０８を包囲するコンベヤ４０６の上方に配置された液体入力環状部４１２Ａと、スパイラル案内構造４１０を包囲するコンベヤ４０６の上方に配置された液体入力環状部４１４Ａとを備える。液体入力環状部４１２Ａ、４１４Ａは、それぞれ液体入力流路４１２Ｂ、４１４Ｂから液体１０４を受け取り、複数の開口部４１２Ｃ、４１４Ｃを通って液体の流れを提供するように設計される。図１１ａ、図１１ｆ、および図１１ｇに示すように、液体の流れは、スパイラル案内構造４０８、４１０を包囲するコンベヤが形成する各輪にわたって略均等に分配される。

液体出力構造は、例えば、スパイラル案内構造４０８を包囲するコンベヤ４０６の下方に配置された液体出力環状部４１６Ａと、スパイラル案内構造４１０を包囲するコンベヤ４０６の下方に配置された液体出力環状部４１８Ａとを有する。液体出力環状部４１２Ａ、４１４Ａは、図１１ａ、図１１ｈ、および図１１ｉに示すように、スパイラル案内構造４０８、４１０を包囲するコンベヤ４０６が形成する各輪にわたって略均等な分配となるように、複数の吸引開口部４１６Ｃ、４１８Ｃを通って液体１０４を除去し、除去した液体を液体出力流路４１６Ｂ、４１８Ｂのそれぞれに提供するように設計されている。

コンベヤ４０６の下方から液体１０４を除去して物品１０を固定するために、液体出力流路４２０Ｂに接続されたクロスオーバー液体出力部４２０Ａを、クロスオーバーセクション４０６．３のコンベヤ４０６の下方に配置する。クロスオーバー液体出力部４２０Ａは、好ましくはクロスオーバーセクション４０６．３の全長にわたって設けられる。オプションとして、図１１ａに破線で示すように、液体入力流路４３０Ｂに接続されたクロスオーバー液体入力部４３０Ａを、クロスオーバーセクション４０６．３のコンベヤ４０６の上方に配置する。

液体の流れは、物品１０をコンベヤ４０６に押し付けることが可能な程度に強く、なおかつ、物品１０がコンベヤ４０６から移動しない程度に穏やかになるように決定される。液体は、上方で流入する液体の重さによってコンベヤ４０６のスタックを通って下方向に流れ、流出による吸引によって引き込まれる。

タンク４０２の底部に堆積したごみおよび微粒子が出力流路４１６Ｂ、４１８Ｂ、および４２０Ｂに吸い込まれることを防止するために、液体出力環状部４１６Ａ、４１８Ａおよびクロスオーバー液体出力部４２０Ａは、タンク４０２の底壁から所定の距離だけ上方に離隔して配置されることが好ましい。さらに好ましくは、タンク４０２の底壁４０２Ａは、排出口４２９に向かって角度αだけ傾斜している。これにより、タンク４０２の底部に堆積したごみおよび微粒子を排出することができる。

スパイラルコンベヤシステム４００は、液体出力流路４１６Ｂ、４１８Ｂ、および４２０Ｂと、液体入力流路４１２Ｂ、４１４Ｂ（およびオプションとして）４３０Ｂとを接続する液体リターン部を備える。液体リターン部は、例えば、液体１０４の温度を調節するための熱源または冷却源（例えば、湯、蒸気、アンモニア、ＣＯ_２、フレオン（登録商標）など）を含む熱交換器などの液体加熱／冷却装置４２６と、水を液体入力流路に送り込むためのポンプ４２８と、液体の流れを制御するための流量制御弁４２４とを備える。

本明細書において本発明の好ましい実施形態に関して記載したが、本明細書に記載の本発明の範囲から逸脱せずに多数の変形および変更がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。独占的な権利または特権が請求される本発明の実施形態は、以下の通り規定される。

Claims (21)

1. スパイラルコンベヤシステムであって、
   所定の温度の液体を入れるためのタンクと、
   前記液体中で物品を搬送するためのコンベヤと、
   前記コンベヤを螺旋状に案内するために前記タンク内に配置された案内構造とを備え、
   前記コンベヤは、スパイラルの周を覆うように前記コンベヤの経路に沿って延在する対向した側壁を含み、前記側壁は、前記コンベヤの上面とその上に配置される前記コンベヤの底面とともに、前記物品が前記液体中で搬送されている間、前記物品を内部に固定するための囲いを形成し、
   前記案内構造は、
   前記コンベヤを下方向に案内するための第１のスパイラルと、
   前記コンベヤを上方向に案内するための第２のスパイラルと、
   前記コンベヤを前記第１のスパイラルから前記第２のスパイラルに案内するためのクロスオーバーセクションとを有する、スパイラルコンベヤシステム。
2. 前記コンベヤは、前記物品を保持するための突出部を有し、
   前記突出部は、前記コンベヤの底面から下方向に向いている、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
3. 前記コンベヤは、２つのバリアの前記経路に沿う間隔に前記物品を固定するためのバリアを有し、前記バリアは前記コンベヤの前記上面から上方向に突出し、前記２つのバリアは前記経路に所定の距離をおいて離間され、前記バリアは前記側壁に対して略垂直に配向され、または、
   前記コンベヤは、２つのバリアの前記経路に沿う間隔に前記物品を固定するためのバリアを有し、前記バリアは前記コンベヤの前記底面から下方向に突出し、前記２つのバリアは前記経路に所定の距離をおいて離間され、前記バリアは前記側壁に対して略垂直に配向される、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
4. 前記物品を収容するためのトレイを備え、各トレイは、前記２つのバリアの間の前記距離に実質的に収まるように構成されている、請求項３に記載のスパイラルコンベヤシステム。
5. スパイラルコンベヤシステムであって、
   所定の温度の液体を入れるためのタンクと、
   前記液体中で物品を搬送するためのコンベヤと、
   前記コンベヤを下方向に案内するための第１のスパイラルと、
   前記コンベヤを上方向に案内するための第２のスパイラルと、
   前記コンベヤを前記第１のスパイラルから前記第２のスパイラルに案内するためのクロスオーバーセクションと、
   前記第１のスパイラルの上方に配置された第１の液体入力環状部と、
   前記第２のスパイラルの上方に配置された第２の液体入力環状部とを備える、スパイラルコンベヤシステム。
6. 液体出力構造は、
   前記第１のスパイラルの下方に配置された第１の液体出力環状部と、
   前記第２のスパイラルの下方に配置された第２の液体出力環状部とを有する、請求項５に記載のスパイラルコンベヤシステム。
7. 前記クロスオーバーセクションの上方に配置されたクロスオーバー液体入力部と、
   前記クロスオーバーセクションの下方に配置されたクロスオーバー液体出力部とのうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載のスパイラルコンベヤシステム。
8. 前記第１の液体出力環状部および前記第２の液体出力環状部は、前記タンクの底壁から所定の距離だけ上方に離隔して配置されている、請求項６に記載のスパイラルコンベヤシステム。
9. 前記タンクは排出口を有し、
   前記底壁は前記排出口に向かって傾斜している、請求項８に記載のスパイラルコンベヤシステム。
10. 前記第１の液体出力環状部および前記第２の液体出力環状部と、前記第１の液体入力環状部および前記第２の液体入力環状部とに接続された液体リターン部を備える、請求項８に記載のスパイラルコンベヤシステム。
11. 前記液体リターン部は液体加熱／冷却装置とポンプとを有する、請求項１０に記載のスパイラルコンベヤシステム。
12. 前記コンベヤは、その少なくとも一方側に配置されたスプロケットを備え、前記スプロケットは、スプロケット型駆動機構のスプロケットホイールと相互に作用するよう適合される、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
13. 前記コンベヤは、内側端縁と外側端縁とを含み、前記案内構造は、前記内側端縁および前記外側端縁をそれぞれ担持するよう適合された内側支持枠および外側支持枠を含む、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
14. 前記コンベヤはセルフスタッキングコンベヤである、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
15. 前記側壁は、前記コンベヤの前記底面から下方向に延在する、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
16. 前記クロスオーバーセクションにわたって、前記コンベヤから所定の距離だけ上方に離隔して配置された固定用コンベヤを備え、
    前記固定用コンベヤは、前記コンベヤと平行に配置され、前記コンベヤと同じ方向に同じ速度で移動するように構成されている、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
17. 前記クロスオーバーセクションにわたって、前記コンベヤの上方に配置されたクロスオーバー液体入力部と、
    前記クロスオーバーセクションにわたって、前記コンベヤの下方に配置されたクロスオーバー液体出力部とのうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
18. 前記物品が前記液体中で搬送されている間、前記物品を固定するための手段をさらに備える、請求項１に記載のスパイラルコンベヤシステム。
19. スパイラルコンベヤシステムであって、
    所定の温度の液体を入れるためのタンクと、
    前記液体中で物品を搬送するためのコンベヤと、
    前記コンベヤを螺旋状に案内するために前記タンク内に配置された案内構造とを備え、
    前記コンベヤは、スパイラルの周を覆うように前記コンベヤの経路に沿って延在する対向した側壁を含み、前記側壁は、前記コンベヤの上面とその上に配置される前記コンベヤの底面とともに、前記物品が前記液体中で搬送されている間、前記物品を内部に固定するための囲いを形成し、前記案内構造は、
    前記コンベヤを下方向に案内するためのスパイラル、および、前記コンベヤを上方向に案内するための傾斜セクション、または、
    前記コンベヤを上方向に案内するためのスパイラル、および、前記コンベヤを下方向に案内するための傾斜セクションを有する、スパイラルコンベヤシステム。
20. 前記コンベヤはセルフスタッキングコンベヤである、請求項１９に記載のスパイラルコンベヤシステム。
21. 前記側壁は、前記コンベヤの前記底面から下方向に延在する、請求項１９に記載のスパイラルコンベヤシステム。

Images