JPH07286767A - トンネルフリーザー - Google Patents

トンネルフリーザー

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JPH07286767A
JPH07286767A JP7049144A JP4914495A JPH07286767A JP H07286767 A JPH07286767 A JP H07286767A JP 7049144 A JP7049144 A JP 7049144A JP 4914495 A JP4914495 A JP 4914495A JP H07286767 A JPH07286767 A JP H07286767A
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tunnel
detector
temperature
freezer
exhaust duct
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JP7049144A
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Jeremy Paul Miller
ジェレミー．ポール．ミラー
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Air Products and Chemicals Inc
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Air Products and Chemicals Inc
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 在来のトンネルフリーザーにおける単一ノズ
ルは不十分で、それを複数にしてそのおのおのを傾斜で
きるものにし、さらに必要に応じてノズルの傾斜を個々
に調節できるものにする。 【構成】 トンネル４を備えるトンネルフリーザーが、
製品入口１１と製品出口１０を備える。噴霧バー１２を
前記製品入口１１の方向に傾斜させることで窒素が前記
製品出口１０を離れないよう阻止できる。同様に前記噴
霧バー１２を前記製品出口１０の方向に傾斜させること
で過剰空気が前記製品出口１０を通って流入しないよう
阻止できる。前記噴霧バー１２の傾斜を前記製品出口１
０に隣接する前記トンネル４の内側に配置された検出器
１３により測定された酸素の濃度に応じて変化させるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトンネルフリーザーに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の出願人に係わるヨーロッパ特許
願第９３ １１２ ５３９．７号（公告第０ ５８３
６９２号）では、異なる制御系を有し、トンネルフリー
ザーに導入される窒素が製品入口乃至製品出口を介する
仕事場への逃散を確実に防ぐに役立つことを記述してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は単独に、ある
いは他の制御系と組合せて用いることができるさらなる
装置を備えるトンネルフリーザーを提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるトンネル
フリーザーは、 ・製品入口と製品出口を備える細長いトンネルと； ・前記細長いトンネルを通して製品を輸送するコンベヤ
ーと； ・極低温流体を前記細長いトンネルからガス抜きする排
気ダクトと； ・極低温流体を前記排気ダクトを通して排除するファン
と； ・極低温流体を前記細長いトンネルに導入する少くとも
１つのノズルと； ・制御パラメーターを測定する検出器と； からなり、前記トンネルフリーザーが前記ノズルの傾斜
角度を前記検出器からの信号に応答して調整する手段か
らさらになることを要旨とするものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、製品入口と製品出口を備える
細長いトンネルと、前記細長いトンネルを通して製品を
輸送するコンベヤーと、極低温流体を前記細長いトンネ
ルからガス抜きする排気ダクトと、極低温流体を前記排
気ダクトによって排除するファンと、極低温流体を前記
細長いトンネルに導入する少くとも１つのノズルと、制
御パラメーターを測定する検出器からなり、前記トンネ
ルフリーザーが前記検出器からの信号に応答して前記ノ
ズルの傾斜角度を調整する手段からさらになることを特
徴とする。
【０００６】なるべくなら、前記検出器を前記製品出口
の付近の前記細長いトンネルの内側に配置することが好
ましい。
【０００７】好ましくは前記検出器が、使用中、前記付
近にある酸素の濃度を示す信号を発することである。別
の例として考えられるところでは、前記検出器が、前記
トンネルの内側あるいは外側であるかを問わないが、前
記製品出口に隣接して配置された温度検知器からなって
も差支えない。
【０００８】在来のトンネルフリーザーでは、ファンを
前記ノズルと排気ダクトの間に配設する。このようなフ
ァンは乱流誘発ファンを備え、極低温流体を攪拌して、
冷凍される製品と気体移送ファンでの熱伝達を促進し、
極低温流体を前記排気ダクトの方向に移動させるに役立
つ。本発明のノズルを適当に傾斜させることで、前記気
体移送ファンを考えられるところではなしで済ませるこ
とができるが、これは推奨できない。
【０００９】一実施例では、前記トンネルフリーザーは
前記細長いトンネルにある第１の温度検知器と、前記排
気ダクトにある第２の温度検知器と、制御単位装置と、
極低温流体の前記少くとも１つのノズルへの流れを前記
第１の温度検知器により検知される温度の関数として制
御する弁を備えることと、前記ファンを、使用中、前記
第１の温度検知器と前記第２の温度検知器の間の温度差
の関数として制御することを特徴とする。
【００１０】なるべくなら、このトンネルフリーザーが
前記製品入口に隣接する安全検知器とオーバーライド制
御を備えて、前記安全検知器を作動させる時、前記ファ
ンの排除速度を増大させることが好ましい。
【００１１】もう１つの実施例では、前記トンネルフリ
ーザーが前記細長いトンネルにある第１の温度検知器
と、極低温流体の前記少くとも１つのノズルへの流れ
を、前記第１の温度検知器により検知される温度の関数
として制御する弁を備えることと、前記ファンを、使用
中、前記第１の温度検知器により検知される温度の関数
として制御することを特徴とする。
【００１２】さらなる実施例では、トンネルフリーザー
は前記細長いトンネルにある第１の温度検知器と、極低
温流体の前記少くとも１つのノズルへの流れを、前記第
１の温度検知器により検知された温度の関数として制御
する弁と、前記排気ダクトにある気体の濃度を検出する
気体検知器と、前記気体検出器に反応して前記排気ダク
トを通る蒸気の流れを制御する手段を備える。
【００１３】通常、単一ノズルは大抵のトンネルフリー
ザーには不十分で、複数のノズルを用いてそのおのおの
を必要に応じて傾斜させることができる。必要に応じ
て、おのおののノズルの傾斜を個々に調節できるものと
する。しかし、実際的目的のために、いくつかのノズル
を、必要に応じて回転させ得る単一噴霧バーに配設する
ことになる。必要に応じて、いくつかの噴霧バーを配設
して、そのおのおのを個々に傾斜させるか、あるいは互
いに連接しても差支えない。単一実施例では、ノズルが
噴霧バーにある孔乃至溝から単純になって差支えない。
【００１４】
【実施例】添付図面では、様々な実施例で同様の機能を
もつ部品の識別に同一参照番号を用いた。実施例１ 図１を参照して、参照番号１で総体的に識別されたトン
ネルフリーザーを示す。
【００１５】前記トンネルフリーザー１はハンバーガー
３（もしくは他の冷凍される品目）を矢印Ａの方向に運
搬するコンベヤー２からなる。
【００１６】液体窒素を前記トンネル４に入口管５を経
由して噴霧バー１２を通して導入し、また低温蒸発窒素
と前記ハンバーガー３との間の熱伝達を、前記低温蒸発
窒素（これは前記トンネル４の底部に定着する傾向があ
る）を上方方向に吹込んでそれを水平に吹込む乱流誘発
ファンにより促進する。気体移送ファン６、７を配設し
て前記低温窒素蒸気を前記トンネル４から抜取り、それ
を排気ダクト９を介して工場の屋根を通して排気する排
気ファン８の方向へ前記蒸気の移送を援助する。
【００１７】前記排気ダクト９を通る流量が重要であ
る。それが低すぎる場合は、窒素が前記トンネル４の両
端の製品入口１１と製品出口１０を通って逃散すること
になる。この領域での窒素の蓄積は職員の窒息をもたら
すので、従って受入れることはできない。これに反し
て、前記排気ダクト９を通る流量が高すぎる場合、窒素
は浪費されることになり、さらに重要なことには、空気
が前記製品入口１１と製品出口１０を通って前記トンネ
ル４に流入することになる。この空気中の水分が凝縮し
て前記トンネル４内に凍結し、前記トンネル４の内側
と、前記乱流誘発ファンや気体移送ファン６と７および
排気ファン８の上に付着し続け、前記トンネル４の効率
を暫次損なう。
【００１８】図１に示された制御系では、第１の温度検
知器１０１を前記トンネル４内に配置し、また第２の温
度検知器１０２を前記排気ダクト９内に配置する。操作
中、前記２つの温度検知器１０１、１０２からの信号を
制御単位装置１０３で比較し、前記２つの温度検知器１
０１、１０２における温度の差の関数である信号１０４
を発信させる。そこでこの信号を用いて排気ダクト９に
ある排気ファン８の速度を制御する。前記制御系の目的
は前記２つの温度検知器１０１、１０２の間の温度差を
一定の予め決められた水準で維持することである。
【００１９】この制御系の隠れた根元的な原理は、窒素
の仕事場への逃散の防止を確実にするため、前記排気フ
ァン８を、少量であっても安定した空気１０５の前記開
口部１１を通る前記トンネルへの流量が得られるよう運
転することである。前記空気１０５が窒素蒸気１０６と
混合し、前記混合物が前記排気ダクト９に上昇通過し、
そこでの混合物の温度を第２の温度検知器１０２により
検知する。
【００２０】前記温度検知器１０１での温度を、入口管
５を通って噴霧バー１２に前記温度検知器１０１で検知
された温度により制御される制御弁１０８を通って至る
液体窒素の供給量を変化させることでほぼ一定に保つ。
従って、前記温度検知器１０２と１０１の間の温度差を
前記開口部１１を通過する空気の割合の目安と考える。
【００２１】周囲空気と、前記トンネルフリーザー１に
進入してくるハンバーガーが同一もしくは同様の温度で
ある時、この制御系は全く条件に合った仕事をする。
【００２２】この装置の短所は、前記２つの温度検知器
１０１、１０２（特に温度検知器１０２）が氷結に敏感
であることである。そのうえ、前記トンネル１に進入す
る製品が熱い場合に色々問題が起こる。詳述すれば、製
品の冷凍トンネルへの流量が滅多に均一でないことであ
る。熱い製品例えばハンバーガー１０４が開口部１１を
通って前記トンネル４に進入してくるに従って、それが
局部雰囲気を加熱し、それを排気ダクト９により吸上げ
て前記温度検知器１０２における温度を上昇させる。前
記制御系はこの熱の流入を空気の割合が高いことを示す
ものと判断して、前記温度検知器１０２における温度を
下げ、従って現在の温度差を回復させるよう前記排気フ
ァンの速度を減速することで反応を示す。この反応が結
果として余分の窒素が製品入口１１と製品出口１０を通
過して前記トンネルフリーザー１の回りの領域に入るこ
とになる。
【００２３】この問題の在来の解決法は、ファン８を定
常運転に必要とされるより僅かに高速で運転させて窒素
が不定常荷重中に作業場に入らないようにすることであ
る。しかし、これは双方とも窒素の浪費であって、フリ
ーザーに水分を呼ぶことになる。
【００２４】この問題の軽減の促進のため、検出器を製
品出口１０の付近の前記トンネル４の内側に配置する。
前記検出器１３は前記製品出口１０の付近の酸素の濃度
を示す信号を発生させて、これを制御ユニット１４に送
る。前記制御ユニット１４は前記検出器１３からの信号
を管路１５上の制御信号と比較して、前記制御信号と検
出器１３からの信号の間の差異による信号を発生させ、
それを用いて噴霧バー１２を回転させる作動器１６を転
置する。
【００２５】前記噴霧バー１２は図１で見られるように
時計と逆方向に回転するので、噴霧の大部分を前記製品
入口１１の方向に向ける。これは製品出口１０を通過す
るトンネル４からの大気を阻止する効果をもつ。
【００２６】前記制御ユニット１４は前記噴霧バー１２
を位置決めし、それにより少量の酸素を検出器１３によ
り検出させる。これは、前記トンネル４に製品出口１０
を経て入る少量の空気の流れがあって、窒素が製品出口
１０を経て大気に逃散していないことの保証を意味す
る。
【００２７】この配置は窒素が製品入口１１を経て仕事
場に逃散させない一方、この制御系が製品入口１１を通
過する空気１０５の流れに依存し、前記トンネル４から
製品入口１１を通過する僅かな窒素も運転が安定すると
トンネル４に引戻されることを念頭に置くべきである。
しかし、酸素検出器１７を製品入口１１の下流に配置
し、排気ファン８の速度をオーバーライド制御器１８を
経て現れる窒素の僅かな余分にも比例して増大させるこ
とが好ましい。実施例２ ここで図２で示された制御系を説明する。温度検知器２
０１における温度を測定し、信号を制御ユニット２０３
に伝送する。信号２０７をその後、前記制御弁２０８に
送り、前記温度検知器２０１における温度をほぼ一定に
維持させるために前記制御弁を開閉させる。同時に、信
号２０９を排気ファン８に送り前記排気ファン８の速度
を、前記トンネルフリーザー１に入る液体窒素の関数と
して変化させる。
【００２８】この配置にも欠点がある。詳述すれば大抵
の市販の設備では、液体窒素の供給源と噴霧バーの間の
断熱管にはかなりの長さがある。液体窒素の消費量によ
り、前記噴霧バーの直ぐ上流の液体窒素の品質がすべて
の液体からほとんどがすべての蒸気に至るまで変化す
る。しかし、前記制御弁２０８の設定には起寒剤の品質
まで配慮していない。従って、弁の所定の開放をしても
冷凍はかなり異なり得る。しかし、前記排気ファン８の
速度は弁の所定の開放に対して固定される。
【００２９】さらなる改良では、点線で示すように制御
ユニット２０３も気体移送ファン６と７の速度を制御し
て窒素を前記噴霧バー１２から前記排気ダクト９に向っ
て吹込ませる。
【００３０】総体的には、前記制御ユニット２０３を前
記噴霧バー１２に到達する窒素がすべて液体であるとの
前提でプログラムする。これらの条件の下でも、少量の
空気が前記製品入口１１と製品出口１０をへて前記トン
ネル４に流入することがある。しかし、前記噴霧バー１
２に到達する窒素の大部分が気体である場合、前記製品
入口１１と製品出口１０を経て前記フリーザーにかなり
の過剰の空気が流入することになる。
【００３１】酸素検知器１３、制御ユニット１４と作動
器１６を用うることで、噴霧バー１２を時計方向に回転
させ、過剰の空気の製品出口１０を通る進入を阻止す
る。これはもちろん過剰の空気の製品入口１１を通る前
記トンネル４への進入を阻止しないが、これは多量の空
気が前記排気ダクト９を経て前記トンネルを直ぐ離れる
ので問題は少い。実施例３ ここで図３に移ると、酸素検知器を前記排気ダクト９内
の前記排気ファン８の上流に配置する。酸素検知器１３
からの信号を制御ユニット３１３に伝送、そこで前記排
気ファン８を制御して前記酸素検知器３１０における酸
素の濃度を予め決めた定常レベルにさせる。
【００３２】液体窒素の前記トンネルフリーザー１への
流量を温度検知器３０１で検知された温度に対応して制
御する。詳述すれば、前記温度検知器３０１が前記温度
検知器３０１における温度を表す信号を発生させる。前
記信号をその後、制御ユニット３０３に送ると、それが
温度検知器３０１における温度を予め決められたレベル
に維持することを目的として制御弁３０８を開閉させ
る。
【００３３】運転中、前記トンネルフリーザー１が前記
噴霧バーから小出しされる液体窒素の定常流れと平衡さ
せて、温度検知器３０１において安定して温度を維持す
ることを前提としている。前記排気ファン８は定常速度
で運転し、少量の空気を製品入口１１を通して引入れて
酸素検知器３１０における酸素の濃度が約１０．５％
（容量比で）になるようにする。
【００３４】特別のホットハンバーガーあるいは前調理
した料理を開口部１１を通して前記トンネル４に導入す
る場合、これは、酸素検知器３１０における酸素含有量
が変らないままであるので前記排気ファン８には影響を
及ぼさない。
【００３５】前記ホットハンバーガーが温度検知器３０
１を通過するに従って、温度は上昇して熱負荷が増加し
たことを示す。制御ユニット３０３が弁３０８を開放し
てさらなる量の液体窒素を前記入口管５を通して噴霧バ
ーに入れる。前記液体窒素が蒸発するに従い膨脹して、
空気が前記製品入口１１を通って前記トンネル４に流入
する流れを阻止する効果をもつ。これは酸素検知器３１
０により検知された酸素の濃度を低下させ、また制御ユ
ニット３１３に信号３１１を発生させて排気ファン８の
速度を、十分な空気が製品入口１１を通して吸込まれて
酸素検知器３１０における酸素の濃度がその所望のレベ
ルに戻るまで増速させる。
【００３６】熱負荷が低下する場合、温度検知器３０１
からの信号が制御ユニット３０３に制御弁３０８を閉鎖
させる。噴霧バー１２を通る液体窒素の流量が減少する
に従って、前記トンネル４に沿って移動する窒素の量が
減少する。その結果、さらなる空気を製品入口１１を通
して吸入し、また酸素検知器における酸素の濃度が上昇
する。酸素検知器３１０からの信号を制御装置３１３に
より処理すると前記排気ファン８の速度を酸素検知器３
１０における酸素の濃度がその所望のレベルに戻るまで
減速させる。
【００３７】前記排気ファン８の速度は制御弁３０８の
設定とは無関係で、図１と２に示された装置と関連する
問題点を少なくする。
【００３８】酸素検知器１３を前記トンネルの内側、製
品出口１０の付近に位置決めする。酸素検知器１３が信
号を制御ユニット１４に送ると噴霧バー１２の傾斜を作
動器１６を介して変化させ酸素検知器における酸素の濃
度を容量比で約９％に維持する。これは製品出口１０を
通って前記トンネル４に少量が流入することを示す。
【００３９】前記の図を参照して説明した実施例への様
々な修正が考えられる。例えば、酸素検知器１３が好ま
しいが、窒素検知器も使用できる。
【００４０】前記排気ファン８の速度を変えて排気ダク
ト９を通る流量を制御するが、様々な代案が考えられ
る。例えば、前記ファンの羽根のピッチを変えてもよい
というようなことである。別の例として、前記排気ファ
ン８の速度を定常に保てるし、また排気ダクトの有効直
径を、例えば前記排気ダクト９に蝶形弁もしくは可変シ
ャッターを種々に設定することで変化させることでき
る。
【００４１】
【発明の効果】唯一の噴霧バー１２を示しているが、前
記トンネル４に２つ以上の噴霧バーでそのおのおのを作
動器１６に関連させて配設し、それにより前記噴霧バー
を一斉に回転させることができる。おのおのの噴霧バー
１２に典型的例として、複数の孔から単純になる複数の
ノズルを配設することになる。その最も単純なものとし
て、噴霧バーが単一の孔もしくは溝からなるものではな
いだろうか。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトンネルフリーザーの第１の実施
例の略垂直断面図である。
【図２】本発明によるトンネルフリーザーの第２の実施
例の略垂直断面図である。
【図３】本発明によるトンネルフリーザーの第３の実施
例の略垂直断面図である。
【符号の説明】
１ トンネルフリーザー ２ コンベヤー ３ ハンバーガー ４ トンネル ５ 入口管 ６ 気体移動ファン ７ 気体移動ファン ８ 排気ファン ９ 排気ダクト １０ 製品出口 １１ 製品入口 １２ 噴霧バー １３ 検知器 １４ 制御ユニット １５ 管路 １６ 作動器 １７ 酸素検知器 １８ オーバーライド制御器 １０１ （第１の）温度検知器 １０２ 第２の温度検知器 １０３ 制御ユニット １０４ 信号 １０５ 空気 １０６ 窒素蒸気 １０７ 信号 １０８ 制御弁 ２０１ （第１の）温度検知器 ２０２ 制御ユニット ２０７ 信号 ２０８ 制御弁 ２０９ 信号 ３０１ （第１の）温度検知器 ３０３ 制御ユニット ３０８ 制御弁 ３１０ 酸素検知器 ３１１ 信号 ３１３ 制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェレミー．ポール．ミラー イギリス国．アール．ジー．７．３．エ ス．エル．バークシャー．エヌ．アール. リーディング．モーティメー．ビクトリ ア．ロード．カクストン．ハウス（番地な し)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トンネルフリーザーであって： ・製品入口（１１）と製品出口（１０）を備える細長い
    トンネルと； ・前記細長いトンネル（４）を通して製品（３）を輸送
    するコンベヤー（２）と； ・極低温流体を前記細長いトンネル（４）からガス抜き
    する排気ダクト（９）と； ・極低温流体を前記排気ダクト（９）を通して排除する
    ファン（８）と； ・極低温流体を前記細長いトンネル（４）に導入する少
    くとも１つのノズル（１２）と； ・制御パラメーターを測定する検出器（１３）と； からなり、前記トンネルフリーザーが前記ノズル（１
    ２）の傾斜角度を前記検出器（１３）からの信号に応答
    して調整する手段（１６）からさらになることを特徴と
    するトンネルフリーザー。
  2. 【請求項２】 前記検出器（１３）を前記細長いトンネ
    ル（４）の内側、前記製品出口（１０）の付近に配置す
    ることを特徴とする請求項１のトンネルフリーザー。
  3. 【請求項３】 前記検出器（１３）は、使用中、前記近
    所にある酸素の濃度を示す信号を発生させる請求項２の
    トンネルフリーザー。
  4. 【請求項４】 前記フリーザーが、前記細長いトンネル
    にある第１の温度検知器（１０１）と、前記排気ダクト
    （９）にある第２の温度検知器（１０２）と、前記少く
    とも１つのノズル（１２）に流れる極低温流体の流量を
    前記第１の温度検知器（１０１）により検知された温度
    の関数として制御する弁（１０８）とを備え、前記ファ
    ン（８）を使用中、前記第１の温度検知器（１０１）と
    前記第２の温度検知器（１０２）の間の温度差の関数と
    して制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
    か１項のトンネルフリーザー。
  5. 【請求項５】 前記フリーザーが前記製品入口（１１）
    に隣接する安全検知器（１７）とオーバーライド制御
    （１８）を備えて、前記安全検知器（１７）を作動させ
    る時、前記ファン（８）の排除速度を増大させることを
    特徴とする請求項４のトンネルフリーザー。
  6. 【請求項６】 前記細長いトンネル（４）にある第１の
    温度検知器（２０１）と、前記少くとも１つのノズル
    （１２）に流れる極低温流体の流量を前記第１の温度検
    知器（２０１）により検知された温度の関数として制御
    する弁（２０８）とを含み、前記ファン（８）は使用に
    際し、前記第１の温度検知器（２０１）によって検知さ
    れた温度の関数として制御されることを特徴とする請求
    項１、２、もしくは３のトンネルフリーザー。
  7. 【請求項７】 前記細長いトンネルにある第１の温度検
    知器（３０１）と、前記少くとも１つのノズル（１２）
    に流れる極低温流体の流量を前記第１の温度検知器（３
    ０１）により検知された温度の関数として制御する弁
    （３０８）と、前記排気ダクト（９）にある気体の濃度
    を検知する気体検知器（３１０）と、前記気体検知器
    （３１０）に反応して前記排気ダクト（９）を通る蒸気
    の流量を制御する手段（３１３）を備えることを特徴と
    する請求項１、２もしくは３のトンネルフリーザー。
  8. 【請求項８】 前記フリーザーが前記手段により傾斜さ
    せることできる複数のノズルを備えることを特徴とする
    請求項１乃至７のいずれか１項のトンネルフリーザー。
  9. 【請求項９】 前記ノズルの少くともいくつかが単一噴
    霧バー上にあることを特徴とする請求項８のトンネルフ
    リーザー。
  10. 【請求項１０】 前記ノズルの少くともいくつかを前記
    噴霧バーにある孔乃至溝により形成することを特徴とす
    る請求項９のトンネルフリーザー。
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