KR100496998B1

KR100496998B1 - 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트

Info

Publication number: KR100496998B1
Application number: KR10-2003-0017562A
Authority: KR
Inventors: 박남규
Original assignee: 한일냉동기계공업 주식회사
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2005-06-23
Also published as: KR20040082863A

Abstract

본 발명은 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트에 관한 것으로서, 냉각터널 내에서 급속냉각이 이루어질 제품에 고속의 냉기가 근접 분사되어질 수 있는 덕트형태의 노즐을 장착함으로서 제품의 냉각속도를 향상시키고 냉각효율을 높임으로서 신선한 고품질의 냉동식품을 대량생산할 수 있도록 하기위한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 동결장치는, 동결처리가 이루어질 제품을 순차적으로 수평이동시키는 이송컨베이어(2), 상기 이송컨베이어(2)에 의한 이동경로상에 설치되어진 냉각터널(4), 상기 냉각터널(4) 내에 설치되어 저온의 냉기를 발생시키는 다수의 유니트쿨러(3), 상기 각 유니트쿨러(3)로 부터 발생된 냉기를 이송컨베이어(2)의 이동 경로측으로 가이드하는 안내덕트(9)가 구성되어진 터널식 식품냉각 동결장치에 있어서, 상기 각 안내덕트(9)에는 유니트쿨러(3)로 부터 공급되어지는 냉기를 제품상에 근접 분사하기 위한 노즐덕트(10)가 연통 설치되어지되, 상기 노즐덕트(10)의 하부에는 선단으로 갈수록 폭이 점차 감소되어지는 형태를 이루는 다수의 제트노즐부(10a)가 하향 구비되어진 것을 특징으로 한다.

Description

터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트{NOZZLE DUCT STRUCTURE OF TUNNEL TYPE FREEZER}

본 발명은 터널식 식품냉각 동결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 새우, 게 등의 수산물을 비롯하여 햄버거, 만두 등 가열 처리식품이나 즉석식품 등을 냉각 동결처리하는데 사용되는 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트 설치구조에 관한 것이다.

일반적으로, 냉동식품이란 농축수산물의 원료를 선별, 세정, 성형 등의 전처리공정을 거쳐 동결, 포장되어 냉동보관 또는 유통되는 식품을 말하며 급속으로 냉동시켰기 때문에 제품 본래의 맛과 영양을 장기간 보관할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 어떠한 것도 냉동식품화가 가능하기 때문에 계절에 관계없이 언제 어디서나 이용이 가능하게 된다.

이러한 냉동식품의 제조를 위해서는 생산된 제품을 동결실 내에서 동결처리하는 과정이 수행되어지게 되는데, 이때 사용되는 장치중 하나가 터널식 식품냉각 동결장치이다.

즉, 상기 터널식 식품냉각 동결장치는 이송컨베이어에 놓인 제품이 우레탄판넬로 된 동결실 내부로 들어가서 유니트쿨러에서 나온 냉기에 의해 -40℃ 이하로 급속 냉각시키게 되는 것이다. 이때, 중요한점은 동결실 내부의 온도는 -40℃ 이하, 제품의 품온 즉, 중심온도가 -18℃ 이하로 내려가야지만 완전한 동결이 이루어진다.

그러나, 종래 동결장치의 경우 터널내부의 동결실에 유니트쿨러를 설치하여 내부온도를 -40℃ 로 서서히 낮추어 동결시키는 방식으로서, 고내를 설정온도 이하로 낮추는데 소요되는 냉각속도가 비교적 느리고 이로인해 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 냉각효율에 따른 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 별도의 기계 동력장치 설치 없이도 장치내를 통과하는 제품에 대한 냉각속도가 개선되어지고, 그에따른 냉각효율이 향상되어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적은, 동결처리가 이루어질 제품을 순차적으로 수평이동시키는 이송컨베이어, 상기 이송컨베이어에 의한 이동경로상에 설치되어진 냉각터널, 상기 냉각터널 내에 설치되어 저온의 냉기를 발생시키는 다수의 유니트쿨러, 상기 각 유니트쿨러로 부터 발생된 냉기를 이송컨베이어의 이동 경로측으로 가이드하는 안내덕트가 구성되어진 터널식 식품냉각 동결장치에 있어서, 상기 각 안내덕트에는 유니트쿨러로 부터 공급되어지는 냉기를 제품상에 근접 분사하기 위한 노즐덕트가 연통 설치되어지되, 상기 노즐덕트의 하부에는 선단으로 갈수록 폭이 점차 감소되어지는 형태를 이루는 다수의 제트노즐부가 하향 구비되어진 것을 특징으로 하는 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트를 통해 이룰 수 있게된다.

즉, 본 발명에서 설치코자 하는 노즐덕트에서의 고속분사노즐 원리는 유체나 기체가 좁은 통로를 흐를때 속력이 증가하고 넓은 통로를 흐를때 속력이 감소하는 베르누이의 정리를 이용한 것으로 별도의 송풍팬이 없이도 유니트쿨러에서 나오는 바람으로 제품에 직접 고속분사가 이루어질 수 있게되는 것으로, 같은 온도조건일지라도 냉기의 풍량이 강하면 휠씬 더 빠른 냉각이 이루어지는 것이나, 겨울철 바람이 많이 불면 실제 체감온도가 낮아지는것도 바로 이런 원리때문이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 동결장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명 터널식 식품냉각 동결장치의 단면 구조도이고, 도 2는 본 발명 동결장치의 평면 구조도이며, 도 3은 본 발명 노즐덕트의 외관 사시도이고, 도 4는 도 1의 노즐덕트 A,B,C 부 확대도를 를 각각 나타낸다.

먼저, 본 발명 터널식 식품냉각 동결장치의 전체적인 구성을 살펴보면, 제품의 입출고를 위한 이송컨베이어(2)의 이동 경로상에는 입구부(7)와 출구부(8)를 각각 양측에 형성하는 가운데 우레탄으로 제작되어진 냉각터널(4)이 설치되어져 있으며, 냉각터널(4) 내부의 동결실(5)에는 저온의 냉기를 발생시키는 유니트쿨러(3)와, 상기 각 유니트쿨러(3)로 부터 발생된 냉기를 이송컨베이어(2)의 이동 경로측으로 가이드하는 안내덕트(9)가 입구측과 중간측, 그리고 출구측에 각각 구성되어져 있다.

또한, 상기 각 안내덕트(9) 하부에는 유니트쿨러(3)로 부터 공급되어지는 냉기를 제품상에 근접 분사하기 위한 노즐덕트(10)가 플랜지부(10b)를 통해 연통 설치되어지되, 상기 노즐덕트(10)의 하부에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이 선단으로 갈수록 폭이 점차 감소되어지는 형태를 이루는 다수의 제트노즐부(10a)가 일정 간격으로 하향 구비되어져 있다.

상기 노즐덕트(10)는 냉각터널(4)내의 입구측과 중간측, 그리고 출구측 유니트쿨러(3)에 각각 연통 구비되어지되, 도 4에서와 같이 입구측(A) 유니트쿨러에 설치된 노즐덕트의 제트노즐부 폭(D)은 약 10mm로 설계함으로서, 중간측(B) 및 출구측(C)의 제트노즐부의 폭(d)인 5mm보다 크게 형성하였다.

이와같이 3개소에서 제트노즐부(10a)의 폭을 위치별로 다르게 설계한 이유는 처음 동결되지 않은 제품을 투입하여 1차적으로는 완만한 동결을 위해 제트노즐부의 폭을 상대적으로 크게 하였으며, 2차적으로는 보다 더 큰 급속동결을 위해 노즐부의 폭을 줄인 설계를 하였다. 이는 앞서 설명한 바와같이 베르누이의 정리에 따른 것으로 공기나 액체가 좁은 통로를 통과할때 속력이 상대적으로 빨라지는 원리를 이용하여 냉각효율을 높이고자 함이다.

또한, 상기 노즐덕트(10)에서 양측 제트노즐부(10a)로 분기되어지는 각 절곡부(10c)에서는 절곡각(θ₁,θ₂)을 90도 보다 큰 둔각으로 형성시켜 다단으로 절곡된 형상을 이루었다. 본 실시예에서는 θ₁=140°, θ₂=143°로 절곡각도를 상호 상이하게 설계하였다.

이러한 구조는 제트노즐부(10a)로의 공기 분출이 용이하게 이루어질 수 있도록 하기위한 구조로서, 비교예로 도 5a와 같은 형태의 노즐구조(20)를 이루는 경우에는 노즐부로의 공기유입이 원활히 이루어지지 않게되어 입구측에서의 소음발생은 물론 효율이 저하되게 되며, 도 5b에서와 같은 노즐구조(30)에서는 절곡각(θ₃)을 예각으로 처리한 삼각형 절곡구조를 이룬 것으로서 이러한 경우 냉기가 분기되어지는 부위에서 공기의 저항이 발생하여 냉기 분사량이 저하되는 문제를 발생시킬 수 있게된다.

상기와 같은 구성을 이루고 있는 터널식 동결장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 별도의 컨트롤판넬(미도시)의 조작에 의해 제품 입출고용 이송 컨베이어(2)가 순환동작되어지면, 이송 컨베이어(2)상에 적재된 냉동용 제품이 입구부(7)를 통해 우레탄 판넬로 제작되어진 냉각터널(4)내의 동결실(5)로 이송되어지게 된다.

그리고, 상기 동결실(5)내에서는 유니트쿨러(3)에서 발생된 냉각공기가 안내덕트(9)를 통해 노즐덕트(10)로 공급되어지게 되고, 노즐덕트(10)로 공급된 냉각공기는 다수의 제트노즐부(10a)를 통해 이송되어지는 냉동제품에 근접 분사가 이루어저 제품을 -40℃ 이하로 급속 동결시키게 된다.

이때, 냉각터널(4) 내의 동결실(5)에는 노즐덕트(10)가 입구측(A)과 중간측(B), 그리고 출구측(C) 각 3개소에 이송 컨베이어(2) 경로를 따라 설치되어져 있는데, 제트노즐부(10a)에서의 냉기 분사속도가 입구측(A)에 비해 중간측(B) 및 출구측(C)에서 더 강하게 작용하게 된다.

따라서, 입구측(A) 노즐덕트(10)에서 1차적으로 약한 유속의 냉기가 냉동제품에 분사되어진 후, 다시 중간측(B) 및 출구측(C)에서 상대적으로 강한 냉기가 2차적으로 분사되어짐으로서 순차적으로 효과적인 급속동결이 이루어지게 됨을 알 수 있다.

또한, 노즐덕트(10)의 각 제트노즐부(10a)는 공기의 저항을 최소화하는 둔각구조로 설계되어져 있음으로 유니트쿨러(3)로 부터 유입된 냉각공기가 제트노즐부(10a)로 분기되는 과정에서 소음발생 및 냉기손실이 최소화되는 가운데 냉기를 효과적으로 유도하여 분사시킴으로서 냉각이 보다 안정적으로 이루어지게 된다.

그리고, 이와같이 냉각터널(4) 내에서 급속 동결이 이루어진 냉동제품은 계속적으로 동작되어지는 이송 컨베이어(2)를 통해 출구부(8)로 배출되어지게 되는 것이다.

실제로 본 발명의 터널식 식품냉각 동결장치를 가동하여 테스트한 결과 냉동면(우동)의 경우 종래 동결장치에서는 동결에 소요되는 시간이 40분 소요된것에 반하여, 본 발명 장치에서 냉동면을 동결시킨 결과 20분이 소요되어 동결시간을 반으로 단축시키게 됨을 확인할 수 있었다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명동결장치의 노즐덕트 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

예를들면, 상기 실시예에서는 유니트쿨러(3) 및 노즐덕트(10)가 냉각터널(4)내의 입구측과 중간측, 그리고 출구측 3개소에 설치되어져 있으나, 이는 냉각터널(4)의 길이 및 냉동처리가 이루어질 제품에 따라 증가 또는 감소되어질수도 있게된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명의 제트노즐을 이용한 터널식 냉각동결장치는, 급속냉각이 이루어질 제품에 고속의 냉기가 근접 분사되어지게 됨으로서 냉각속도를 향상시키고 냉각효율을 높임으로서 신선한 고품질의 냉동식품을 대량생산할 수 있는 효과를 나타내게 된다.

특히, 노즐덕트의 제트노즐부 구조를 냉각터널 내에서 설치 위치에 따라 보다 효과적으로 설계함으로서 한층 효과적이고 안정적인 급속동결이 이루어지는 이점을 나타내게 된다.

도 1은 본 발명 터널식 식품냉각 동결장치의 단면 구조도.

도 2는 본 발명 동결장치의 평면 구조도.

도 3은 본 발명 노즐덕트의 외관 사시도.

도 4는 도 1의 노즐덕트 A부와 B,C부 각 확대도.

도 5는 본 발명의 비교예에 따른 노즐구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 이송 컨베이어 3 : 유니트쿨러

4 : 냉각터널 5 : 동결실

7 : 입구부 8 : 출구부

9 : 안내덕트 10 : 노즐덕트

10a : 제트노즐부 10c: 절곡부

20, 30 : 비교예 노즐구조

Claims

동결처리가 이루어질 제품을 순차적으로 수평이동시키는 이송컨베이어(2), 상기 이송컨베이어(2)에 의한 이동경로상에 설치되어진 냉각터널(4), 상기 냉각터널(4) 내에 설치되어 저온의 냉기를 발생시키는 다수의 유니트쿨러(3), 상기 각 유니트쿨러(3)로 부터 발생된 냉기를 이송컨베이어(2)의 이동 경로측으로 가이드하는 안내덕트(9)가 구성되어진 터널식 식품냉각 동결장치에 있어서,

상기 각 안내덕트(9)에는 유니트쿨러(3)로 부터 공급되어지는 냉기를 제품상에 근접 분사하기 위한 노즐덕트(10)가 연통 설치되어지되, 상기 각 노즐덕트(10)의 하부에는 선단으로 갈수록 폭이 점차 감소되어지는 형태를 이루는 다수의 제트노즐부(10a)가 하향 구비되어진 것을 특징으로 하는 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트.
청구항 1에 있어서,

상기 노즐덕트(10)는 냉각터널(4)내의 입구측과 중간측, 그리고 출구측 유니트쿨러(3)에 각각 연통 구비되어지되, 입구측 유니트쿨러에 설치된 노즐덕트의 제트노즐부 폭(D)은 중간측 및 출구측의 제트노즐부 폭(d)보다 크게 형성되어진 것을 특징으로 하는 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 노즐덕트(10)는 하부에서 양측 제트노즐부(10a)로 분기되어지는 절곡각(θ)이 둔각을 이루어 다단으로 절곡되어진 것을 특징으로 하는 터널식 식품냉각 동결장치의 노즐덕트.