JP7018282B2 - スパイラルコンベア式フリーザ装置 - Google Patents

Description

本開示はスパイラルコンベア式フリーザ装置に関する。

従来、凍結対象物を凍結させるためのフリーザ装置において、比較的大量の凍結対象物を連続的に冷凍室内に搬送可能なスパイラルコンベア式フリーザ装置が知られている。

上記フリーザ装置において、凍結対象物を均質に冷却するためにはスパイラルコンベアの円筒部（タワー）に均一に冷気を送る必要がある。このため、例えば、特許文献１には、円筒部の内周側と外周側とに導風板を用いることで、コンベア上を搬送される凍結対象物に吹き付ける冷気の流れを制御するように構成されたフリーザ装置が開示されている。

特開昭４９－９６３４４号公報

しかし、導風板を用いると、視界が遮られるため庫内全体及びコンベア周りの視認性が悪く、さらには、作業員のアクセス性が悪いため、メンテナンスや洗浄作業が困難であるという問題がある。一方、導風板を用いない場合は、冷凍室内（特に、コンベアを挟んで送風機と反対側）に均一に冷気が循環せず、隙間等の低抵抗な流路を通過する冷気のショートカットが発生してしまう。このため、円筒部のうち送風口から遠く離れた側には十分に冷気が循環せず、送風口から近い側と遠い側とで凍結対象物に均質に冷気を送風することができず、冷却効率が低下する虞があるという問題があった。

上記問題に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態は、冷気の循環効率を改善したスパイラルコンベア式フリーザ装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置は、
一端に送風口及び排気口を含む冷凍室と、
前記冷凍室内に配置され凍結対象物を搬送するためのスパイラルコンベアと、
前記冷凍室内を前記送風口に連通する第１室と前記排気口に連通する第２室とに仕切る仕切り部材と、
熱交換器及びメインファンを含み前記送風口から前記第１室内に冷気を送るためのクーラーと、を備え、
前記仕切り部材は、前記スパイラルコンベアを挟んで前記一端とは反対側である前記冷凍室の他端側に前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を含む。

冷凍室の一端に送風口と排気口とを含むスパイラルコンベア式フリーザ装置においては、送風口から排気口に短い経路で向かう冷気流のショートカットが生じ得る。すなわち、冷凍室の一端側の送風機からスパイラルコンベアに向けて冷気を送ると、スパイラルコンベアのうち、上記送風口に近い部分で上方にショートカットした冷気が排気口に向かうため、冷凍室の他端側のスペースまで十分に冷気が届かない虞がある。このため、スパイラルコンベア上を搬送される凍結対象物に均等に冷気が当たらずに冷却効率が低下する虞がある。
この点、上記（１）の構成によれば、仕切り部材及び開口部を備えたことにより、スパイラルコンベアを挟んで送風口の反対側である冷凍室の他端側（第１室の奥側）まで冷気を案内することができ、さらに、送風側の第１室から開口部を介して排気側の第２室に冷気を案内することができる。これにより、冷凍室内全体に冷気を循環させることができるので、スパイラルコンベア上を搬送される凍結対象物を均一に冷却することができ、冷却効率を大幅に向上させることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、スパイラルコンベア式フリーザ装置は、
前記開口部又はその近傍に配置され、前記第１室内の冷気を前記第２室内に送るためのアシストファンをさらに備えていてもよい。

上記（２）の構成によれば、メインファンによって冷凍室の一端側から第１室内に送られた冷気を、アシストファンにより冷凍室の他端側まで強制的に吸引することができるとともに、吸引した冷気を第２室内に強制的に送ることができる。従って、冷凍室内の冷気の循環効率及び冷却効率をさらに大幅に向上させることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記アシストファンは、前記冷凍室の前記他端側における前記第２室内に、前記一端側に向けて配置されてもよい。

本発明者らの鋭意研究の結果、上記（３）の構成のように冷凍室の他端側における第２室内に、該冷凍室の一端側に向けてアシストファンを配置することで冷気の循環効率を大きく向上させることができることが判明した。従って、上記（３）の構成を採用することにより、冷凍室内の冷気の循環効率を最大限に向上させることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、
前記アシストファンは、前記スパイラルコンベアに向けて各々平行に送風可能な第１ファン、第２ファン及び第３ファンを含み、
前記第１ファン及び前記第３ファンは、送風した冷気が平面視にて前記スパイラルコンベアの搬送経路の一部と他の一部とにそれぞれ沿って通過するように配置され、
前記第２ファンは、前記第１ファンと前記第３ファンとを結ぶ線上の中央に配置されてもよい。

上記（４）の構成によれば、第１ファン及び第３ファンにより、スパイラルコンベアの搬送経路の一部と他の一部とに沿って長い距離及び時間に亘って凍結対象物に冷気を吹き付けることができる。また、第１ファンと第３ファンとの間に第２ファンを配置して、３台のアシストファンで平行に冷気を送風する構成としたことにより、冷凍室内の冷気の循環効率を効率的に向上させることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れか一つに記載の構成において、
前記アシストファンの総風量が前記メインファンと前記アシストファンとを含めた総風量の２０～５０％に設定されてもよい。

冷却効率を向上させるべく冷凍室内の冷気の循環効率の向上を図る際、冷凍室内へのアシストファンの設置やメインファンの出力向上等、様々な方式が考えられ、消費エネルギーと冷却効率とを考慮して最適な設定を行うことが重要となる。この点に関し、本願発明者らは、鋭意研究の末、冷凍室内にアシストファンを設けてその総風量をメインファンとアシストファンとを含めた総風量の２０～５０％に設定すれば最も効率的に冷却効率を向上し得るという知見を得た。
従って、上記（５）の構成のように、アシストファンを設けてその総風量をメインファンとアシストファンとを含めた総風量の２０～５０％に設定することで、低出力でありながら冷却効率の高いスパイラルコンベア式フリーザ装置を得ることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れか一つに記載の構成において、
前記スパイラルコンベアは上下方向に沿う軸を中心に螺旋状に構成され、
前記仕切り部材は、前記第１室及び前記第２室の何れか一方が上、他方が下に配置されるように前記冷凍室を仕切るように構成されてもよい。

上記（６）の構成によれば、第１室の一端の送風口から送られた冷気が、他端の開口部を通って第１室の上方又は下方の何れか一方に配置された第２室に送られ、冷気が循環するように構成されたスパイラルコンベア式フリーザ装置において、上記（１）乃至（５）の何れか一つで示した効果を享受することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の構成において、
前記第１室が前記第２室の下方に配置されてもよい。

上記（７）の構成によれば、下方に配置された第１室の一端の送風口から送られた冷気が、他端の開口部を通って上方の第２室に送られ、冷気が循環するように構成されたスパイラルコンベア式フリーザ装置において、上記（６）で示した効果を享受することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の構成において、
前記第１室が前記第２室の上方に配置されてもよい。

上記（８）の構成によれば、上方に配置された第１室の一端の送風口から送られた冷気が、他端の開口部を通って下方の第２室に送られ、冷気が循環するように構成されたスパイラルコンベア式フリーザ装置において、上記（６）で示した効果を享受することができる。また、スパイラルコンベア周辺の隙間を通って上方の第１室側から下方の第２室側に向かう冷気の流れが形成され得るから、スパイラルコンベア上に載置された凍結対象物に対して上方から冷気を吹き付けて凍結対象物をコンベア上に抑えつけることができる。よって、凍結対象物が冷気の流れによって搬送中に浮き上がったりずれたりすることを防止することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（８）の何れか一つに記載の構成において、
前記冷凍室内における前記一端から前記他端までの距離Ｌと、前記冷凍室内の高さＨとが、Ｈ／Ｌ≦１．３５を満たす場合に前記アシストファンを設置してもよい。

冷凍室内における一端から他端までの距離Ｌ（即ち、メインファンによる送風方向に沿う冷凍室内の奥行）と、冷凍室内の高さＬとの比Ｈ／Ｌが低い場合、上記冷凍室内の冷気の循環効率が低く他端側の風速が弱い傾向がある。つまり、冷凍室が相対的に横長になると式Ｈ／Ｌの数値が小さくなり、冷気が奥まで届かずに冷却効率が低下する傾向がある。このような場合にアシストファンを設置して冷気の循環を補助すれば、冷気が奥まで届くようになって冷却効率を向上させることができる。一方、例えば、Ｈ／Ｌ＞１．３５であるような高さ方向にスペースを確保できる冷凍室の場合は、コンベアとステージとの隙間が絞りの役割を果たし、ある程度均一に吹き上がることなるので、アシストファンの補助がなくても冷気が循環できて冷却効率は低下しないと考えられる。このように、Ｈ／Ｌ≦１．３５の条件をアシストファンの設置についての判断基準と考えることができる。
従って、上記（９）の場合のように、距離Ｌと高さＨとの比がＨ／Ｌ≦１．３５と低い場合に、上記（１）乃至（８）の何れか一つで示した構成を適用することとすれば、冷却効率の改善に関して上述の効果を最大限に享受することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）及び（５）の何れか一つに記載の構成において、
前記スパイラルコンベアは上下方向に沿う軸を中心に螺旋状に構成され、
前記仕切り部材は、前記第１室と前記第２室とが水平方向に隣り合って配置されるように前記冷凍室を分割するように構成されてもよい。

上記（１０）の構成によれば、第１室の一端の送風口から送られた冷気が、他端の開口部を通って第１室の隣（側方）に配置された第２室に送られ、冷気が循環するように構成された所謂横風式のスパイラルコンベア式フリーザ装置において、上記（１）乃至（３）及び（５）の何れか一つに示した効果を享受することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れか一つに記載の構成において、
前記仕切り部材は、
前記冷凍室内のうち前記スパイラルコンベアの螺旋で構成される円筒部の外周より外側に延在する平板状の外板部と、
前記円筒部の内周より内側で前記外板部と同一平面上に配置された平板状の内板部と、を含んでもよい。

上記（１１）の構成によれば、冷凍室内で第１室と第２室とに亘って延在するスパイラルコンベアのうち螺旋状（又はドーナツ状）の円筒部を除いた領域を第１室と第２室とに仕切ることができる。また、上記外板部と内板部とを所謂縦風式のスパイラルコンベア式フリーザ装置に適用した場合は、これら外板部及び内板部が２階部分のメンテナンスを行う際の足場として機能するから、メンテナンス性の向上を図ることができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の何れか一つに記載の構成において、
前記クーラーから送られた冷気の側方への流れを規制するための第１導風板をさらに備え、
前記クーラーは、前記メインファンによる送風方向と直交する幅方向において、前記送風方向と逆向きに投影された前記円筒部の外径に対応するように配置され、
前記第１導風板は、前記送風方向と直交する幅方向において、前記クーラーの両端にそれぞれ前記送風方向に沿って配置されてもよい。

上記（１２）の構成によれば、メインファンから送出された冷気の一部が、側方に逃げることなく第１導風板に沿ってスパイラルコンベアに向けて案内される。スパイラルコンベアに向けられた冷気は該スパイラルコンベア上の凍結対象物を冷却しつつ、螺旋の隙間を通過して第１室の他端側に送られるから、第１室の他端側に届く冷気の風量を従来に比べて増加させることができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）に記載の構成において、
前記第１導風板は、前記送風方向において前記クーラーの下流側端部から前記円筒部の中心軸の範囲に亘って配置されてもよい。

上記（１３）の構成によれば、例えば、スパイラルコンベアの円筒部の周囲の大部分を覆うような導風板を設けることなく、冷凍室内に冷気を循環させることができるので、冷凍室内の視認性を確保しつつ冷凍室内における冷気の循環効率を効率的に向上させることができる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れか一つに記載の構成において、
前記第１導風板は、開閉可能なドア又は開口部を含んでもよい。

上記（１４）の構成によれば、冷凍室の第１室において、クーラー、導風板及びスパイラルコンベアで囲まれた空間内に作業員がアクセスすることができる。これにより、冷却時にはドア又は開口部を閉じて冷気の高い循環効率を確保しつつ、点検時には第１室におけるクーラーとスパイラルコンベアとの間の領域で点検等の作業を行うことができるため、メンテナンス性の向上が図られる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１４）の何れか一つに記載の構成において、
前記冷凍室内の床面に前記メインファンによる送風方向と交差する方向に沿って配設された第２導風板をさらに備え、
前記第２導風板は、前記円筒部の下端と前記床面との間隔未満の高さに形成されてもよい。

上記（１５）の構成によれば、メインファンから送られて床面に沿って進む冷気を、第２導風板によって床面から離れるように上方に巻き上げることができるので、床面近傍に滞留する冷気を循環の主流路上に戻すことができる。これにより。比較的流速が速いメインファンからの主流路に乗せて第１室の他端側まで冷気を送ることができるため、冷凍室の他端側、延いては冷凍室内全体における風速を従来よりも向上させることができる。

本発明の幾つかの実施形態によれば、冷気の循環効率を改善したスパイラルコンベア式フリーザ装置を提供することができる。

一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置の構成を概略的に示す斜視図である。 一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置の構成を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置における冷凍室内の風速分布をＣＦＤソフトにより解析した結果を示す概略斜視図である。 一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置における冷凍室内の風速分布をＣＦＤソフトにより解析した結果を示す概略であり、（ａ）は第１室内の風速分布を示す概略平面図、（ｂ）は第２室内の風速分布を示す概略平面図である。 一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置による冷却効率の改善例を示す図である。 他の実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置の構成例（側面）を概略的に示す模式図である。 他の実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置の構成例（平面）を概略的に示す模式図である。 従来のスパイラルコンベア式フリーザ装置における冷凍室内の風速分布をＣＦＤソフトにより解析した結果を示す概略斜視図である。 従来のスパイラルコンベア式フリーザ装置における冷凍室内の風速分布をＣＦＤソフトにより解析した結果を示す概略であり、（ａ）は１階部分の風速分布を示す概略平面図、（ｂ）は２階部分の風速分布を示す概略平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置の構成を概略的に示す斜視図である。
図１に示すように、本発明の少なくとも一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置１は、一端２Ａに送風口５及び排気口６を含む冷凍室２と、冷凍室２内に配置され凍結対象物を搬送するためのスパイラルコンベア１０と、冷凍室２内を、送風口５に連通する第１室３と排気口６に連通する第２室４とに仕切る仕切り部材４０と、熱交換器２２及びメインファン２４を含み送風口５から第１室３内に冷気を送るためのクーラー２０と、を備えている。

冷凍室２は、密閉構造をなす矩形状の構造体であり、送風口５及び排気口６の他、後述するスパイラルコンベア１０の搬送経路１６（図１参照）の一部が通過する複数のコンベア開口部（不図示）が形成されている。

スパイラルコンベア１０は、上下方向に螺旋状に組まれたガイド上を無端ベルトが移動する搬送手段であり、ベルト上に載置された凍結対象物を例えば下方のコンベア開口部（非表示）から冷凍室２内に搬入し、螺旋状に上昇及び下降するよう案内した後、下方の他のコンベア開口部（不図示）から冷凍室２の外に搬出するようになっている。

一実施形態における仕切り部材４０は、冷凍室２の内部空間を１階部分の第１室３と２階部分の第２室４とに仕切るようになっている。第１室３はスパイラルコンベア１０の一部（下部）を収容し、第２室４はスパイラルコンベア１０の他の一部（上部）を収容する。すなわち、仕切り部材４０は、上記スパイラルコンベア１０のうち一部（螺旋状の円筒部１２）を回避するようにして冷凍室２内を２つに分割するように配置される。

そして、この仕切り部材４０は、スパイラルコンベア１０を挟んで一端２Ａとは反対側である冷凍室２の他端２Ｂ側に、第１室３と第２室４とを連通する開口部４６を含んでいる。

開口部４６は、仕切り部材４０のうち冷凍室２の他端２Ｂ側の中央に形成される。一実施形態における開口部４６は、一辺が冷凍室２の他端２Ｂに面するように矩形状に形成されている。

クーラー２０は、冷凍室２の一端２Ａ側に配置されており、送風口５に隣接して該送風口５と同形状の吹出し部を有する熱交換器２２で生成した冷熱を、熱交換器２２の外側に隣接して配置されたメインファン２４によって冷凍室２内に送り込めるようになっている。一実施形態では、メインファン２４による送風方向に並んで複数（図１～３に非限定的に示す例では２機）の熱交換器２２が配置されており、また、上記送風方向と直交する水平方向に並んで３機のメインファン２４が配置されている。

そして、送風口５を介してクーラー２０から冷凍室２の第１室３内に送り込まれた冷気は、スパイラルコンベア１０の下部の螺旋の隙間を通って冷凍室２の他端２Ｂに至り、開口部４６を通って第２室４に案内され、スパイラルコンベア１０の上部の螺旋の隙間を通って排気口６から排出される。排気口６から排出された冷気を含む空気は、再びクーラー２０で冷却されて冷凍室２内に送出される。幾つかの実施形態では、排気口６から送風口５に至る領域を壁で覆ってダクト化してもよい。

ここで、冷凍室２の一端に送風口５と排気口６とを含むスパイラルコンベア式フリーザ装置１においては、送風口５から排気口６に短い経路で向かう冷気流のショートカットが生じ得る。すなわち、冷凍室２の一端２Ａ側のクーラー２０からスパイラルコンベア１０に向けて冷気を送ると、スパイラルコンベア１０のうち、上記送風口５に近い部分で上方にショートカットした冷気が排気口６に向かい、冷凍室２の他端２Ｂ側のスペースまで十分に冷気が届かない虞がある。このため、スパイラルコンベア１０上を搬送される凍結対象物に均等に冷気が当たらずに冷却効率が低下する虞がある。
この点、上記の一実施形態の構成を採用すれば、冷凍室２の他端２Ｂ側において仕切り部材４０に開口部４６を含むことにより、スパイラルコンベア１０を挟んで送風口５の反対側である冷凍室２の他端２Ｂ側（第１室３の奥側）まで冷気を案内することができ、さらに、送風側の第１室３から開口部４６を介して排気側の第２室４に冷気を案内することができる。これにより、冷凍室２内全体に冷気を循環させることができるので、スパイラルコンベア１０上を搬送される凍結対象物を均一に冷却することができ、冷却効率を大幅に向上させることができるのである。
なお、冷却効率の改善に伴い、クーラー２０自体の冷却に消費される冷気の比率を低下させて、凍結対象物の冷却に寄与する冷気の比率を向上させることができるため、さらなる冷却効率の向上が図られる（例えば、従来のフリーザ装置において、凍結対象物の冷却負荷に約６０％、メインファンのモータ発熱負荷等を含むクーラー自体の冷却に約４０％の冷熱が消費されていたのに対して、本開示の例では凍結対象物の冷却が８０％、アシストファンのモータ発熱負荷等を含んだクーラー自体の冷却が約２０％となる）。

幾つかの実施形態において、スパイラルコンベア式フリーザ装置１は、開口部４６又はその近傍に配置され、第１室３内の冷気を第２室４内に送るためのアシストファン３０をさらに備えていてもよい（例えば、図２～図４及び図６～図７参照）。このようなアシストファン３０は、メインファン２４による冷凍室２内の冷気の循環を補助するものであり、補助ファン、ブースターファン又はアジテーターファンとも称される。

上記のように開口部４６又はその近傍にアシストファン３０を設ければ、メインファン２４によって冷凍室２の一端側から第１室３内に送られた冷気を、アシストファン３０により冷凍室２の他端２Ｂ側まで強制的に吸引することができるとともに、吸引した冷気を第２室４内に強制的に送ることができる。従って、冷凍室２内の冷気の循環効率及び冷却効率をさらに大幅に向上させることができる。

幾つかの実施形態において、アシストファン３０は、冷凍室２の他端２Ｂ側における第２室４内に、上記一端２Ａ側に向けて配置されてもよい（例えば、図１～図４及び図６～図７参照）。すなわち、幾つかの実施形態では、仕切り部材４０により内部が第１室３と第２室４に仕切られた冷凍室２を備えた所謂横風循環方式のスパイラルコンベア式フリーザ装置１において、スパイラルコンベア１０の円筒部１２（タワー）に吹き付ける冷気の風向が第１室３と第２室４とで異なるように構成されている。より詳細には、円筒部１２（タワー）に吹き付ける冷気の風向が第１室３と第２室４とで逆向きになるように構成されている。つまり、冷凍室２の一端２Ａに配置されたクーラー２０のメインファン２４と、冷凍室２の他端２Ｂに配置されたアシストファン３０とが平面視にて対向するように配置されており、円筒部１２の螺旋の一端側（例えば、円筒部１２の上部）と他端側（例えば、円筒部１２の下部）とで、逆向きに冷気が吹き付けられるように構成されている。

上記のように、仕切り部材４０のうち冷凍室２の他端２Ｂ側に開口部４６を設けたり、該開口部４６又はその近傍にアシストファン３０を設けたりすることで冷凍室２内の冷気の循環効率を向上させることができるが、本発明者らの鋭意研究の結果、冷凍室２の他端２Ｂ側における第２室４内に、該冷凍室２の一端２Ａ側に向けてアシストファン３０を配置することにより、冷気の循環効率を大きく向上させることができることが判明した。従って、上記の向きにアシストファン３０を配置することにより、冷凍室２内の冷気の循環効率を最大限に向上させることができるものである。

図２は、一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置の構成を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
図２（ｂ）に示すように、幾つかの実施形態において、アシストファン３０は、スパイラルコンベア１０に向けて各々平行に送風可能な第１ファン３２、第２ファン３４及び第３ファン３６を含んでもよい。ここで、第１ファン３２及び第３ファン３６は、送風した冷気が平面視にてスパイラルコンベア１０の搬送経路１６の一部と他の一部とにそれぞれ沿って通過するように配置されてもよい。第２ファン３４は、第１ファン３２と第３ファン３６とを結ぶ線上の中央に配置されてもよく、第１ファン３２、第２ファン３４及び第３ファン３６が送風方向Ｆ２の直交方向にそれぞれ等間隔に並んで配置されてもよい。

上記のように構成すれば、第１ファン３２及び第３ファン３６により、スパイラルコンベア１０の搬送経路１６の一部と他の一部とに沿って長い距離及び時間に亘って凍結対象物に冷気を吹き付けることができる。また、第１ファン３２と第３ファン３６との間に第２ファン３４を配置して、３台のアシストファン３０で平行に冷気を送風する構成としたことにより、冷凍室２内の冷気の循環効率を効率的に向上させることができる（図４（ｂ）参照）。

幾つかの実施形態では、アシストファン３０の総風量がメインファン２４とアシストファン３０とを含めた総風量の２０～５０％に設定されてもよい。また、幾つかの実施形態では、アシストファン３０の総風量をメインファン２４とアシストファン３０とを含めた総風量の２５～４０％としてもよく、さらには３０％に設定してもよい。

冷却効率を向上させるべく冷凍室２内の冷気の循環効率の向上を図る際、冷凍室２内へのアシストファン３０の設置やメインファン２４の出力向上等、様々な方式が考えられ、消費エネルギーと冷却効率とを考慮して最適な設定を行うことが重要となる。この点に関し、本願発明者らは、鋭意研究の末、冷凍室２内にアシストファン３０を設けてその総風量をメインファン２４とアシストファン３０とを含めた総風量の２０～５０％に設定すれば最も効率的に冷却効率を向上し得るという知見を得たものである。
従って、上記のように設定することで、低出力でありながら冷却効率の高いスパイラルコンベア式フリーザ装置１を得ることができる。

幾つかの実施形態では、スパイラルコンベア１０は上下方向に沿う軸Ｙを中心に螺旋状に構成され、仕切り部材４０は、第１室３及び第２室４の何れか一方が上、他方が下に配置されるように冷凍室２を仕切るように構成されてもよい（例えば、図２及び図６参照）。つまり、仕切り部材４０は、冷凍室２の内部空間を上下に２分割するように構成されてもよい。このように構成すれば、第１室３の一端２Ａの送風口５から送られた冷気が、他端２Ｂの開口部４６を通って第１室３の上方又は下方の何れか一方に配置された第２室４に送られ、冷気が循環するように構成されたスパイラルコンベア式フリーザ装置１において、上記の何れか一つで示した効果を享受することができる。

幾つかの実施形態では、第１室３が第２室４の下方に配置されてもよい（例えば、図１～６参照）。このようにすれば、下方に配置された第１室３の一端２Ａの送風口５から送られた冷気が、他端２Ｂの開口部４６を通って上方の第２室４に送られ、冷気が循環するように構成されたスパイラルコンベア式フリーザ装置１において、上記何れかの効果を享受することができる。

幾つかの実施形態では、第１室３が第２室４の上方に配置されてもよい（例えば、図６参照）。
このように構成すれば、上方に配置された第１室３の一端２Ａの送風口５から送られた冷気が、他端２Ｂの開口部４６を通って下方の第２室４に送られ、冷気が循環するように構成されたスパイラルコンベア式フリーザ装置１において、上記何れかで示した効果を享受することができる。また、スパイラルコンベア１０周辺の隙間を通って上方の第１室３側から下方の第２室４側に向かう冷気の流れが形成され得るから、スパイラルコンベア１０上に載置された凍結対象物に対して上方から冷気を吹き付けて凍結対象物をコンベア上に抑えつけることができる。よって、凍結対象物が冷気の流れによって搬送中に浮き上がったりずれたりすることを防止することができる。

幾つかの実施形態では、冷凍室２内における一端２Ａから他端２Ｂまでの距離Ｌと、冷凍室２内の高さＨとが、Ｈ／Ｌ≦１．３５を満たす場合にアシストファン３０を設置してもよい。

冷凍室２内における一端２Ａから他端２Ｂまでの距離Ｌ（即ち、メインファン２４による送風方向に沿う冷凍室２内の奥行）と、冷凍室２内の高さＬとの比Ｈ／Ｌが低い場合、上記冷凍室２内の冷気の循環効率が低く他端２Ｂ側の風速が弱い傾向がある。つまり、冷凍室２が相対的に横長になると式Ｈ／Ｌの数値が小さくなり、冷気が奥まで届かずに冷却効率が低下する傾向がある。このような場合にアシストファン３０を設置して冷気の循環を補助すれば、冷気が奥まで届くようになって冷却効率を向上させることができる。一方、例えば、Ｈ／Ｌ＞１．３５であるような高さ方向にスペースを確保できる冷凍室２の場合は、スパイラルコンベア１０とステージとの隙間が絞りの役割を果たし、ある程度均一に吹き上がることなるので、アシストファン３０の補助がなくても冷気が循環できて冷却効率は低下しないと考えられる。このように、Ｈ／Ｌ≦１．３５の条件をアシストファンの設置についての判断基準と考えることができるのである。
従って、上記の場合のように、距離Ｌと高さＨとの比がＨ／Ｌ≦１．３５と低い場合に、本開示の何れかの実施形態で示した構成を適用することとすれば、冷却効率の改善に関して上述の効果を最大限に享受することができる。

幾つかの実施形態において、スパイラルコンベア１０は上下方向に沿う軸Ｙを中心に螺旋状に構成され、仕切り部材４０は、第１室３と第２室４とが水平方向に隣り合って配置されるように冷凍室２を分割するように構成されてもよい（例えば、図７参照）。すなわち、仕切り部材４０は、冷凍室２の内部空間を水平方向に２分割するように構成されてもよい。
このように構成すれば、第１室３の一端２Ａの送風口５から送られた冷気が、他端２Ｂの開口部４６を通って第１室３の隣（側方）に配置された第２室４に送られ、冷気が循環するように構成された所謂横風式のスパイラルコンベア式フリーザ装置１において、本開示の何れかの実施形態に示した効果を享受することができる。

幾つかの実施形態において、仕切り部材４０は、例えば、図１～図２（ａ）、図６及び図７に非限定的に例示するように、冷凍室２内のうちスパイラルコンベア１０の螺旋で構成される円筒部１２の外周より外側に延在する平板状の外板部４２と、円筒部１２の内周より内側で外板部４２と同一平面上に配置された平板状の内板部４４と、を含んでもよい。
この構成によれば、冷凍室２内で第１室３と第２室４とに亘って延在するスパイラルコンベア１０のうち螺旋状（又はドーナツ状）の円筒部１２を除いた領域を第１室３と第２室４とに仕切ることができる。

幾つかの実施形態において、スパイラルコンベア式フリーザ装置１は、例えば、図１及び図２（ｂ）に非限定的に例示するように、クーラー２０から送られた冷気の側方への流れを規制するための第１導風板５０（側部導風板）をさらに備えていてもよい。この場合、クーラー２０は、メインファン２４による送風方向Ｆ１と直交する幅方向において、送風方向Ｆ１と逆向きに投影された円筒部１２の外径に対応するように配置されてもよく、第１導風板５０は、送風方向Ｆ１と直交する幅方向において、クーラー２０の両端にそれぞれ送風方向Ｆ１に沿って配置されてもよい。

上記の構成によれば、第１導風板５０により、冷気の流れに指向性を持たせることができ、メインファン２４から送出された冷気の一部が、側方に逃げることなく第１導風板５０に沿ってスパイラルコンベア１０に向けて案内される（例えば、本開示の風速分布を非限定的に示す図３、図４（ａ）、及び、側部導風板を設けない従来の冷凍室内の風速分布を示す図８、図９（ａ）参照）。そして、スパイラルコンベア１０に向けられた冷気は該スパイラルコンベア１０上の凍結対象物を冷却しつつ、螺旋の隙間を通過して第１室３の他端２Ｂ側に送られるから、第１室３の他端２Ｂ側に届く冷気の風量を従来に比べて増加させることができるものである。

幾つかの実施形態において、第１導風板５０は、例えば、図２（ｂ）に非限定的に例示するように、送風方向Ｆ１においてクーラー２０の下流側端部２０Ａから円筒部１２の中心軸Ｙの範囲に亘って配置されてもよい。このように構成すれば、クーラー２０から送り出された冷気の大部分を、第１室３内に収容されたスパイラルコンベア１０の一部（図２では下部）に確実に吹き付けることができ、また、円筒部１２において水平方向の最大幅である外径の全体を含むようにして冷気を送風できる。また、第１室３内に収容されたスパイラルコンベア１０のうち、他端２Ｂ側の残りの半分は何にも覆われずに第１室３内で露出した状態となる。このように、スパイラルコンベア１０の円筒部１２の周囲の大部分を覆うような導風板を設けることなく、冷凍室２内に冷気を循環させることができるので、冷凍室２内の視認性を確保しつつ冷凍室２内における冷気の循環効率を効率的に向上させることができる。

幾つかの実施形態において、第１導風板５０は、例えば、図１に非限定的に示すように、開閉可能なドア５２又はコンベア開口部（不図示）を含んでもよい。ドア５２は人が出入り可能であってもよく、コンベア開口部（不図示）は、スパイラルコンベア１０の搬送経路を確保するためのものであってもよい。
上記のように構成すれば、冷凍室２の第１室３において、クーラー２０、第１導風板５０及びスパイラルコンベア１０で囲まれた空間内にドア５２を介して作業員がアクセスすることができる。これにより、冷却時にはドア５２を閉じて冷気の高い循環効率を確保しつつ、点検時には第１室３におけるクーラー２０とスパイラルコンベア１０との間の領域で点検等の作業を行うことができるため、メンテナンス性の向上が図られる。

幾つかの実施形態において、スパイラルコンベア式フリーザ装置１は、冷凍室２内の床面２Ｃにメインファン２４による送風方向Ｆ１と交差する方向に沿って配設された第２導風板５４（床部導風板）をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、メインファン２４から送られて床面２Ｃに沿って進む冷気を、第２導風板５４によって床面２Ｃから離れるように上方に巻き上げることができるので、床面２Ｃ近傍に滞留する冷気をメインファン２４の主流路上に戻すことができる。これにより。比較的流速が速いメインファン２４からの主流路に乗せて第１室３の他端２Ｂ側まで冷気を送ることができるため、冷凍室２の他端２Ｂ側、延いては冷凍室２内全体における風速を従来よりも向上させることができる。
なお、第２導風板５４は、円筒部１２の下端１２Ａと床面２Ｃとの間隔未満の高さに形成されてもよい。また、床面２Ｃは、例えば、洗浄後の排水のために傾斜したドレンパンとなっていてもよく、その場合は床面２Ｃの傾斜に合わせて第２導風板５４の下部も傾斜していてよい。

図５は、従来のスパイラルコンベア式フリーザ装置（実線）と一実施形態に係るスパイラルコンベア式フリーザ装置１とを用いて、凍結対象物としてＳＵＳブロック（５０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍ）を冷却した場合における冷却曲線を示すグラフであり、横軸に時間を、縦軸にサンプル温度を示している。図５から、凍結対象物が所定の冷却温度（例えば、－２０℃）に冷却されるまでの時間が大幅に短縮されており、冷却効率が大幅に改善されていることが分かる。

以上述べた構成によれば、冷気の循環効率を改善したスパイラルコンベア式フリーザ装置を提供することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。

１ スパイラルコンベア式フリーザ装置
２ 冷凍室
２Ａ 一端
２Ｂ 他端
２Ｃ 床面
３ 第１室
４ 第２室
５ 送風口
６ 排気口
１０ スパイラルコンベア
１２ 円筒部
１２Ａ 下端
１６ 搬送経路
２０ クーラー
２０Ａ 下流側端部
２２ 熱交換器（コイル）
２４ メインファン（主送風機）
３０ アシストファン（アジテーターファン／補助送風機）
３２ 第１ファン
３４ 第２ファン
３６ 第３ファン
４０ 仕切り部材
４２ 外板部
４４ 内板部
４６ 開口部
５０ 第１導風板（側部導風板／バッフル）
５２ ドア（扉）
５４ 第２導風板（床部導風板／バッフル）
Ｆ１、Ｆ２ 送風方向
Ｙ 中心軸

Claims (15)

1. 一端に送風口及び排気口を含む冷凍室と、
   前記冷凍室内に配置され凍結対象物を搬送するためのスパイラルコンベアと、
   前記冷凍室内を前記送風口に連通する第１室と前記排気口に連通する第２室とに仕切る仕切り部材と、
   熱交換器及びメインファンを含み前記送風口から前記第１室内に冷気を送るためのクーラーと、を備え、
   前記仕切り部材は、前記スパイラルコンベアを挟んで前記一端とは反対側である前記冷凍室の他端側に前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を含み、
   前記スパイラルコンベアの外周側及び内周側は、それぞれ、前記スパイラルコンベアの周方向に沿って延在する筒状導風板によって覆われず、前記スパイラルコンベアの前記一端側の第１外周側空間、前記スパイラルコンベアの前記他端側の第２外周側空間、および、前記スパイラルコンベアの内周側空間は前記スパイラルコンベアの配置空間を介して互いに連通し、
   前記一端側から前記他端側に向かって流れる前記第１室内の前記冷気が前記一端側の前記第１外周側空間から前記内周側空間を経て前記他端側の前記第２外周側空間へ通過するとともに、前記他端側から前記一端側に向かって流れる前記第２室内の前記冷気が前記他端側の前記第２外周側空間から前記内周側空間を経て前記一端側の前記第１外周側空間へ通過するように構成された
   ことを特徴とするスパイラルコンベア式フリーザ装置。
2. 前記開口部又はその近傍に配置され、前記第１室内の冷気を前記第２室内に送るためのアシストファンをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
3. 前記アシストファンは、前記冷凍室の前記他端側における前記第２室内に、前記一端側に向けて配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
4. 前記アシストファンは、前記スパイラルコンベアに向けて各々平行に送風可能な第１ファン、第２ファン及び第３ファンを含み、
   前記第１ファン及び前記第３ファンは、送風した冷気が平面視にて前記スパイラルコンベアの搬送経路の一部と他の一部とにそれぞれ沿って通過するように配置され、
   前記第２ファンは、前記第１ファンと前記第３ファンとを結ぶ線上の中央に配置される
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
5. 前記アシストファンの総風量が前記メインファンと前記アシストファンとを含めた総風量の２０～５０％に設定された
   ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
6. 前記スパイラルコンベアは上下方向に沿う軸を中心に螺旋状に構成され、
   前記仕切り部材は、前記第１室及び前記第２室の何れか一方が上、他方が下に配置されるように前記冷凍室を仕切るように構成される
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
7. 前記第１室が前記第２室の下方に配置される
   ことを特徴とする請求項６に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
8. 前記第１室が前記第２室の上方に配置される
   ことを特徴とする請求項６に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
9. 前記冷凍室内における前記一端から前記他端までの距離Ｌと、前記冷凍室内の高さＨとが、Ｈ／Ｌ≦１．３５を満たす場合に前記アシストファンを設置することを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
10. 前記スパイラルコンベアは上下方向に沿う軸を中心に螺旋状に構成され、
    前記仕切り部材は、前記第１室と前記第２室とが水平方向に隣り合って配置されるように前記冷凍室を分割するように構成される
    ことを特徴とする請求項１乃至３及び５の何れか一項に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
11. 前記仕切り部材は、
    前記冷凍室内のうち前記スパイラルコンベアの螺旋で構成される円筒部の外周より外側に延在する平板状の外板部と、
    前記円筒部の内周より内側で前記外板部と同一平面上に配置された平板状の内板部と、を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
12. 前記クーラーから送られた冷気の側方への流れを規制するための第１導風板をさらに備え、
    前記クーラーは、前記メインファンによる送風方向と直交する幅方向において、前記送風方向と逆向きに投影された前記円筒部の外径に対応するように配置され、
    前記第１導風板は、前記送風方向と直交する幅方向において、前記クーラーの両端にそれぞれ前記送風方向に沿って配置される
    ことを特徴とする請求項１１に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
13. 前記第１導風板は、前記送風方向において前記クーラーの下流側端部から前記円筒部の中心軸の範囲に亘って配置される
    ことを特徴とする請求項１２に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
14. 前記第１導風板は、開閉可能なドア又は開口部を含む
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。
15. 前記冷凍室内の床面に前記メインファンによる送風方向と交差する方向に沿って配設された第２導風板をさらに備え、
    前記第２導風板は、前記円筒部の下端と前記床面との間隔未満の高さに形成される
    ことを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか一項に記載のスパイラルコンベア式フリーザ装置。

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