KR101693634B1

KR101693634B1 - 냉기 분사 기구

Info

Publication number: KR101693634B1
Application number: KR1020127009289A
Authority: KR
Inventors: 히데키 미야니시; 타카히로 아라이; 토모히코 마츠자키; 료지 카루베; 코우이치 츠바타
Original assignee: 마에카와 매뉴팩쳐링 캄파니 리미티드
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2017-01-06
Also published as: WO2012001798A1; TWI563235B; TW201200825A; JPWO2012001798A1; JP5486513B2; KR20130098845A

Abstract

금속 벨트에 식품 반송물을 재치하여, 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 기구에 있어서, 피냉각물의 냉각 효과를 저하시키지 않고, 금속 벨트의 반송면의 설치 높이를 낮추어, 오퍼레이터의 작업성을 향상시키는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 금속 벨트(12)의 상측에 깔때기형 단면을 가지는 슬릿 노즐(20)로 이루어진 상부 냉기 분사부(16)를 마련하고, 금속 벨트(12)의 하측으로 평탄한 상면(28a)에 다수의 천공부(29)를 갖는 박스형상 케이싱(28)으로 이루어진 하부 냉기 분사부(26)를 마련하고 있다. 설치 스페이스가 작은 박스형상 케이싱(28)을 마련하고, 또한, 금속 벨트(12)를 구동하는 회전 드럼(54, 56)을 밀폐 공간 밖으로 마련하였으므로, 금속 벨트(12)의 설치 위치를 낮출 수 있어, 키가 작은 오퍼레이터인 경우에도 작업이 용이해진다.

Description

냉기 분사 기구{COLD AIR INJECTION MECHANISM}

본 발명은, 식품, 특히 생선식품 등을 컨베이어 벨트로 반송하면서, 식품에 냉기를 분사하고, 연속적으로 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 기구에 관한 것으로, 구체적으로는, 컨베이어 벨트의 반송면의 높이를 낮추어, 키가 작은 오퍼레이터인 경우에도 작업을 용이하게 한 것이다.

종래, 식품을 냉각 또는 냉동 처리하는 장치로서, 식품을 컨베이어 벨트 위에 얹고, 컨베이어 벨트로 밀폐된 냉각 공간에 반송하고, 이 냉각 공간에서 식품에 냉기를 분무하여 연속적으로 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 장치가 이용되고 있다.

이 냉기 분사 장치의 일례가 특허문헌 1에 개시되어 있다. 이하, 특허문헌 1에 개시된 냉기 분사 장치의 개요를 도 13을 통해 설명한다.

도 13에서, 이 냉기 분사 장치(100)의 하우징은, 항부(nucha)벽(102), 저부벽(103), 양측부벽(104, 105) 및 도시하지 않은 양단부벽을 구비하여, 밀폐 공간을 형성할 수 있다. 하우징 내에 수평방향으로 컨베이어 벨트(108)가 배치되고, 이 컨베이어 벨트(108)는, 양단을 2개의 롤러(미도시)에 감아서, 식품을 반송하는 중에, 냉기(c)에 의해 연속적으로 식품을 냉동한다. 하우징 내에서 터널(111)이 컨베이어 벨트(108)를 포위하고 있다. 이 컨베이어 벨트(108)는 다공성으로, 냉기가 벨트면을 빠져나가는 구조로 되어 있다.

터널(111)은, 면 전체에 걸쳐 천공부를 가지는 정부벽(112)을 가진다. 터널(111)의 상측에, 정부벽(117) 및 측부벽(115 및 116)으로 둘러싸인 고압실(114)이 형성되고, 고압실(114)에 팬(118)으로부터 냉기(c)가 전달된다. 냉기(c)는 정부벽(112)의 천공부를 통과하여 컨베이어 벨트(108) 위의 식품을 냉동한 후, 복귀 채널(113)을 통과하여, 증발기(119 및 120)에서 냉각된다. 냉각된 냉기는 다시 팬(118)에 의해 고압실(114)로 전달된다.

또한, 도 14에, 종래의 냉기 분사 기구의 다른 구성예를 나타낸다. 이 냉기 분사 기구는, 컨베이어 벨트(130)를 사이에 두고 상측에 상부 냉기 분사부(132)가, 하측에 하부 냉기 분사부(140)가 마련되어 있다. 상부 냉기 분사부(132)는, 컨베이어 벨트(130)의 반송방향(a)으로 나열된 복수의 노즐 유닛(134)으로 이루어지며, 각 노즐 유닛(14)의 하면에, 복수의 깔때기형 단면을 가지는 슬릿 노즐(136)이 마련되어 있다.

슬릿 노즐(136)의 하단에 슬릿형상 분사구가 있으며, 이 슬릿형상 분사구는, 컨베이어 벨트(130)의 반송방향(a)에 대하여 직각방향을 향하고 있다. 슬릿 노즐(136)은, 깔때기형 단면을 가지는 가속부(138)와, 동일 단면적으로 정류작용을 가지는 정류부(139)로 구성되어 있다. 이러한 슬릿 노즐(136)로부터, 속도가 크게 정류된 충돌 분류(r)가 분사되고, 이 충돌 분류(r)가 식품 반송물(w)에 대하여 직각방향으로 충돌된다.

충돌 분류(r)는, 식품 반송물(w)에 충돌된 후에도, 식품 반송물(w)의 표면에 밀착된 박막류(t)를 형성하므로, 식품 반송물(w)의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. 한편, 하부 냉기 분사부(140)에서도, 노즐 유닛(142)의 상면에, 슬릿 노즐(136)과 동일한 구성을 갖는 슬릿 노즐(144)이 마련되어 있다.

슬릿 노즐(136, 144)을 구비한 노즐 유닛(132, 140)에서는, 이 슬릿 노즐 사이에 넓은 배기 공간(e)을 확보할 수 있으므로, 식품 반송물(w)의 냉각에 제공된 후의 배냉기를 배기 공간(e)으로부터 원활하게 배기할 수 있다. 그러므로, 식품 반송물(w)에 접촉하기 전의 충돌 분류(r)가, 배냉기에 의해 흐트러지지 않는다는 작용효과도 있다.

컨베이어 벨트가 다공성 재료로 이루어지고, 냉기 배출 구멍을 갖는 것이라면, 하부 냉기 분사부(140)로부터 분사된 냉기(r)는, 이 냉기 배출 구멍을 빠져나와, 식품 반송물(w)에 직접 접촉하여 식품 반송물(w)을 냉각한다. 컨베이어 벨트가 스테인리스판으로 이루어진 스틸 벨트와 같이, 열전달성이 좋은 차폐체라면, 하부 냉기 분사부(140)로부터 분사된 냉기(r)가 컨베이어 벨트를 냉각하고, 컨베이어 벨트 위의 식품 반송물(w)은 컨베이어 벨트에 의해서도 냉각된다.

일본특허공표 2002-535596호 공보

컨베이어 반송 방식의 냉기 분사 기구에서는, 냉각 공간을 형성하는 하우징의 외측에서, 오퍼레이터가 식품을 컨베이어 벨트에 재치한다. 특허문헌 1에 개시된 냉기 분사 장치는, 컨베이어 벨트(108)를 구동하는 롤러가 하우징 내에 배치되어 있기 때문에, 이 롤러의 스페이스만큼 컨베이어 벨트의 반송면을 높이지 않으면 안 된다.

특허문헌 1에 개시된 냉기 분사 장치는, 컨베이어 벨트(108)의 반송면의 하측에 냉기 분출부가 마련되어 있지 않지만, 컨베이어 벨트(108)의 하측에 냉기 분출부를 마련한 경우, 이 냉기 분출부를 마련한 만큼, 컨베이어 벨트의 반송면을 더 높이지 않으면 안 된다.

특히, 도 14에 나타내는 바와 같은 슬릿 노즐(144)을 구비한 하부 냉기 분사부(140)를 마련했을 때, 스페이스(44)의 점유 스페이스가 크므로, 컨베이어 벨트의 반송면을 더 높일 수밖에 없다. 컨베이어 벨트의 반송면의 폭은, 식품의 처리량을 많게 하기 위해, 넓게 취해지고 있다. 오퍼레이터는 컨베이어 벨트의 반송면에 다수의 피냉각물을 배치하는 작업을 행할 필요가 있다. 이에 따라, 이 반송면의 높이가 바닥(床)에서부터 1m 이상이 되면, 키가 작은 오퍼레이터인 경우에는, 반송면의 중앙 영역에 손이 닿지 않아, 작업능률이 나빠진다. 따라서, 반송면을 바닥에서부터 70~80cm 정도로 둘 필요가 있다.

본 발명은, 이러한 종래기술의 과제를 감안하여, 컨베이어 벨트에 식품 반송물을 재치하여, 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 기구에 있어서, 피냉각물의 냉각 효과를 저하시키지 않고, 컨베이어 벨트의 반송면을 낮추는 것을 가능하게 하여, 오퍼레이터의 작업성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 냉기 분사 기구는, 밀폐 공간 내에서 냉기 배출 구멍이 없는 금속 벨트 위에 재치한 식품 반송물에 냉기를 분사하고, 연속적으로 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 기구에 있어서, 금속 벨트의 상측에 배치되며, 깔때기형 단면을 가지는 다수의 슬릿 노즐을 구비하고, 금속 벨트의 상측으로부터 냉기의 충돌 분류를 식품 반송물에 분무하는 상부 냉기 분사부와, 금속 벨트의 하측에 배치되며, 다수의 분사 구멍이 천공된 평탄 분사면으로 이루어진 냉기 분출부를 구비하고, 컨베이어 벨트의 하측으로부터 냉기류를 컨베이어 벨트의 하면에 분무하는 하부 냉기 분사부를 구비하고 있는 것이다.

본 발명 장치에서는, 하부 냉기 분사부를 평탄 분사면으로 이루어진 냉기 분출부로 구성하였으므로, 하부 냉기 분사부의 설치 스페이스를 축소할 수 있다. 이에 따라, 컨베이어 벨트의 반송면을 낮은 위치에 배치할 수 있다. 한편, 본 발명 장치에서 사용하는 컨베이어 벨트는, 냉기 배출 구멍이 없는 금속 벨트이고, 이 금속 벨트는 하부 냉기 분사부로부터 분사되는 냉기로 냉각되고, 냉각된 금속 벨트가 식품 반송물을 직접 접촉 냉각할 수 있다.

이 때문에, 하부 냉기 분사부는, 특히, 슬릿 노즐과 같은 냉기 도달거리가 긴 냉기 분사 기구를 이용할 필요가 없다. 따라서, 본 발명과 같이, 하부 냉기 분사부에 깔때기형 슬릿 노즐을 이용하지 않더라도 냉각 효과는 저하되지 않는다. 한편, 본 발명에서는, 상부 냉기 분사부에 슬릿 노즐을 이용하지 않으므로, 식품 반송물의 냉각 효과를 높게 유지할 수 있다.

이처럼, 본 발명 장치에서는, 식품 반송물의 냉각 효과를 저하시키지 않고, 컨베이어 벨트의 반송면을 낮은 위치로 설정할 수 있으므로, 키가 작은 오퍼레이터인 경우에도, 높은 작업능률을 유지할 수 있다.

또한, 하부 냉기 분사부에 복잡한 구조의 슬릿 노즐을 이용하지 않으므로, 세정 시에 밀폐 공간의 세정작업이 용이해져서, 세정수의 배출도 원활하게 할 수 있으므로, 위생성(sanitary)을 향상시킬 수 있다.

본 발명 장치에서, 하부 냉기 분사부를, 상기 평탄 분사면을 상면으로 하는 박스형상 케이싱으로 구성한다면, 하부 냉기 분사부의 구성을 더욱 간소화시킬 수 있다. 또한, 냉기의 도달거리는, 이론적으로 분사구의 구경의 6배가 된다는 것을 알고 있다. 이 평탄 분사면에 천공된 분사구의 구경을 20mm 이상으로 하면, 냉기의 도달거리가 길어져, 금속 벨트에 대한 냉각 효과를 높일 수 있다.

또한, 평탄 분사면을 펀칭 메탈판으로 구성한다면, 가공이 더욱 용이해지므로, 가공비용을 저감시킬 수 있다.

본 발명 장치에서, 금속 벨트가 엔드리스 벨트(endless belt)이고, 이 금속 벨트의 귀로(復路)가 상기 밀폐 공간 밖으로 도출되어, 밀폐 공간의 하측에 배치되고, 밀폐 공간의 외부에 회전 드럼을 마련하고, 금속 벨트를 이 회전 드럼의 외주면에 감도록 하여 컨베이어 벨트를 지지 반송하도록 구성하면 된다. 이처럼, 금속 벨트의 귀로를 밀폐 공간 밖으로 배치했으므로, 금속 벨트의 왕로를 더 낮은 위치에 배치할 수 있다.

또한, 상기 회전 드럼을 밀폐 공간 밖으로 배치하였으므로, 회전 드럼의 배치 스페이스는 제약을 받지 않게 된다. 이 때문에, 회전 드럼의 대경화가 가능해지고, 이에 따라, 금속 벨트에 부가되는 굽힘 하중(bending load)을 저감시킬 수 있으므로, 금속 벨트의 금속 피로를 완화시킬 수 있다. 이에 따라, 금속 벨트의 박막화가 가능해지므로, 벨트체의 열부하를 저감시킬 수 있는 동시에, 컨베이어 벨트의 원가를 저감시킬 수 있다. 또한, 귀로를 냉각 공간 밖으로 마련하고 있으므로, 귀로에 마련되어 사행(meander) 방지 장치가 빙결되지 않게 되어, 본래의 기능을 유지할 수 있다.

본 발명 장치에서, 하부 냉기 분사부가 상기 평탄 분사면을 상면으로 하는 박스형상 케이싱으로 구성되고, 이 박스형상 케이싱의 한쪽 측면에 냉기 도입구를 마련하고, 이 평탄 분사면을 냉기 도입구가 마련된 측면으로부터 다른 쪽 측면을 향해 하측으로 경사시켜서, 이 냉기 도입구측의 공간 단면적을 크게 취하도록 하면 된다.

이와 같이, 박스형상 케이싱 내의 공간 단면적을 냉기 도입구 측만큼 크게 함으로써, 냉기의 압력손실을 고려할 때, 평탄 분사면의 분사구로부터 분사되는 냉기의 속도를 균일화할 수 있고, 금속 벨트의 폭방향에서 냉각 효과를 균일하게 할 수 있다. 또한, 평탄 분사면을 경사시킴으로써, 세정시에 세정수가 평탄 분사면에 고이지 않아, 평탄 분사면을 따라 측면 쪽으로 유출시킬 수 있다. 이에 따라, 밀폐 공간의 위생성이 향상된다.

상기 구성에 더하여, 박스형상 케이싱의 경사 하단측 측면을 개폐 가능하게 하는 도어를 마련하도록 한다면, 박스형상 케이싱 내로부터 세정수를 배출하기 더 쉬워지고, 이에 따라, 밀폐 공간의 위생성이 더욱 향상된다.

본 발명 장치에 따르면, 밀폐 공간 내에서 냉기 배출 구멍이 없는 금속 벨트 위에 재치한 식품 반송물에 냉기를 분사하고, 연속적으로 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 기구에 있어서, 금속 벨트의 상측에 배치되며, 깔때기형 단면을 가지는 다수의 슬릿 노즐을 구비하고, 금속 벨트의 상측으로부터 냉기의 충돌 분류를 식품 반송물에 분무하는 상부 냉기 분사부와, 금속 벨트의 하측에 배치되며, 다수의 분사 구멍이 천공된 평탄 분사면으로 이루어진 냉기 분출부를 구비하고, 금속 벨트의 하측으로부터 냉기류를 금속 벨트의 하면에 분무하는 하부 냉기 분사부를 구비하고 있으므로, 식품 반송물을 반송하는 금속 벨트의 반송면을 하측 배치할 수 있다. 이에 따라, 식품 반송물의 냉각 또는 냉동효과를 저해하지 않고, 해당 반송면에 식품 반송물을 재치하는 오퍼레이터의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 하부 냉기 분사부의 구성을 간소화할 수 있으므로, 하우징 내의 세정시에, 밀폐 공간으로부터 세정수를 배출하는 것이 용이해지므로, 밀폐 공간의 위생성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 냉기 분사 기구의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 상기 실시형태의 냉기 분사 기구를 이용한 프리저(freezer) 장치의 사시도이다.
도 3은 상기 프리저 장치의 정면도이다.
도 4는 상기 프리저 장치의 평면도이다.
도 5는 상기 프리저 장치의 횡단면도이다.
도 6은 상기 프리저 장치의 금속 벨트 구동 장치의 구동부를 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 6의 구동부의 측면도이다.
도 8은 상기 금속 벨트 구동 장치의 종동부를 나타내는 정면도이다.
도 9는 상기 종동부의 측면도이다.
도 10은 상기 프리저 장치의 하부 냉기 분사부의 벨트 하면까지의 높이와 금속 벨트의 열전달률의 관계를 나타내는 선도(線圖)이다.
도 11a는 상기 실시형태의 박스형상 케이싱의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11b는 비교예로서의 박스형상 케이싱의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12는 상기 실시형태 및 비교예의 식품 반송물의 냉각 효과를 나타내는 선도이다.
도 13은 종래의 프리저 장치의 횡단면도이다.
도 14는 종래의 냉기 분사 기구의 설명도이다.
도 15는 비교예로서의 냉기 분사 기구의 설명도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태를 들어 상세하게 설명한다. 단, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대배치 등은 특정적인 기재가 특별히 없는 한, 이 발명의 범위를 이것으로만 한정하는 취지는 아니다.

본 발명의 냉기 분사 기구의 일 실시형태를 도 1~도 12에 기초하여 설명한다. 도 1에 나타낸 본 실시형태의 냉기 분사 기구(10)에서, 식품 반송물(w)을 반송하는 금속 벨트(12)는, 냉기 배출 구멍이 없이 열전달성이 양호한 스테인리스제 박판으로 구성되어 있다. 금속 벨트(12)는, 금속 벨트(12)의 폭방향으로 가설된 지지 바(14)에 지지되면서, 후술하는 회전 드럼에 구동되어 화살표(a) 방향으로 이동한다.

금속 벨트(12)의 상측에는, 금속 벨트(12)의 반송방향(a)을 따라 나열된 다수의 노즐 유닛(18)으로 구성된 상부 냉기 분사부(16)가 마련되어 있다. 노즐 유닛(18)은, 금속 벨트(12)의 양측에 병설된 지지 프레임(22, 24)에, 플랜지(18a)를 통하여 재치되어 있다. 노즐 유닛(18)은, 도 14에 도시된 노즐 유닛(134)과 동일한 구성을 가지고, 하면에 4개의 깔때기형 단면을 가지는 슬릿 노즐(20)이 일체로 형성되어 있다. 이 노즐 유닛(18)이 금속 벨트(12)의 반송방향(a)으로 다수 배열되어 있다.

금속 벨트(12)의 하측에는, 하부 냉기 분사부(26)가 마련되어 있다. 하부 냉기 분사부(26)는, 박스형상 케이싱(28)으로 구성되어 있다. 박스형상 케이싱(28)의 일 측면(도 1에서 좌측)에는, 냉기류 입구가 마련되고, 박스형상 케이싱(28)의 상면(28a)은, 평탄면에 형성되며, 다수의 원형 천공부(29)가 천공된 펀칭 메탈판으로 구성되어 있다. 천공부(29)의 직경은, 예를 들면, 25mm와 같은 대구경을 가진다. 상면(28a)은 상기 냉기류 입구와 이격되어 있는 측의 측방(도 1에서 우측)을 향하여 하측으로 경사져 있다.

이러한 구성에서, 상부 냉기 분사부(16)의 슬릿 노즐(20)의 분사구로부터 슬릿 형상의 충돌 분류(r)가 식품 반송물(w)을 향해 분사된다. 한편, 하부 냉기 분사부(26)의 천공부(29)로부터 냉기(c)가 금속 벨트(12)의 하면을 향해 분사된다. 상술한 바와 같이, 슬릿 노즐(20)로부터 분사되는 충돌 분류(r)는, 속도가 커서 도달거리가 길다. 그뿐만 아니라, 슬릿 노즐 사이에 형성된 넓은 배기 공간(e)에 의해, 식품 반송물(w)의 냉각에 제공된 후의 냉기가 원활하게 배출되므로, 충돌 분류(r)가 흐트러지지 않는다. 따라서, 냉각 효과가 크다.

또한, 하부 냉기 분사부(26)의 천공부(29)으로부터 분사되는 냉기(c)는, 금속 벨트(12)를 냉각하여, 금속 벨트(12)와 식품 반송물(w)의 접촉 냉각을 촉진시키는 것을 목적으로 하고 있으므로, 상부 냉기 분사부(16)만큼 냉기(c)의 도달거리가 없어도, 금속 벨트(12)를 충분히 냉각할 수 있다. 따라서, 상부 냉기 분사부(16)와 하부 냉기 분사부(26)로부터 냉기 분사에 의해 식품 반송물(w)의 냉각 효과를 충분히 달성할 수 있다.

또한, 하부 냉기 분사부(26)는, 상부 냉기 분사부(16)만큼 설치 스페이스를 필요로 하지 않으므로, 금속 벨트(12)의 높이를 낮출 수 있다. 이에 따라, 오퍼레이터에 의해 식품 반송물(w)을 금속 벨트(12)에 얹는 작업을 행할 때에, 키가 작은 오퍼레이터인 경우에도 작업능률이 저하되지 않는다. 또한, 박스형상 케이싱(28)의 상면(28a)이 금속 벨트(12)의 폭방향으로 기울어져 있으므로, 세정시에 세정수가 상면(28a)에 고이지 않아, 세정수의 배출을 촉진시킬 수 있다.

본 실시형태에서는, 천공부(29)의 직경이 25mmφ로 크므로, 냉기(c)의 도달거리를 충분히 길게 확보할 수 있다. 이에 따라, 상면(28a)을 경사시켜서, 경사 하단측이 다소 벨트 하면으로부터 이격되어 있어도, 냉각 효과가 저감되지 않는다. 또한, 상면(28a)을 경사시켜서, 냉기류 입구측의 냉기 유입공간을 넓게 취할 수 있으므로, 천공부(29)로부터 분사하는 냉기(c)의 속도를 금속 벨트(12)의 폭방향으로 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 냉각 효과를 금속 벨트(12)의 폭방향에서 균등하게 할 수 있다.

다음에, 냉기 분사 기구(10)를 적용한 프리저 장치(30)의 구성을 도 2~도 9에 기초하여 설명한다. 우선, 도 2~도 4에 의해, 프리저 장치(30)의 전체 구성을 설명한다. 프리저 장치(30)는, 단열벽으로 둘러싸인 가로로 긴 냉각 공간을 형성하는 하우징(12)으로 구성되어 있다. 한편, 도 2에서, 하우징(32)의 전방측벽 및 상부벽은, 내부 구조가 보이도록 제거되어 있다. 또한, 도 3에서도, 동일한 목적으로, 하우징(32)의 왼쪽 절반의 전방측벽이 제거되어 있다.

하우징(32)은, 입구벽(32c)에 마련된 입구 개구(34), 및 출구벽(32d)에 마련된 출구 개구(36) 이외는, 밀폐구조로 되어 있다. 전방벽(32a)에는, 감시용 창(38)이 하우징(32)의 길이방향으로 복수 개 배치되어 있다. 후방벽(32b)에는, 오퍼레이터가 하우징(12) 내로 상승 가능하도록, 복수의 개폐 도어(40)가 마련되어 있다.

하우징(32)의 상부벽(32e)은, 밀폐벽으로 되어 있으며, 도시하지 않은 냉동기 유닛으로부터 공기 냉각기에 냉매 또는 브라인(brine)을 공급하는 공급관(42), 및 냉매 또는 브라인을 배출하는 배출관(44)이 관통하고 있다. 하우징(32)의 저부벽(32f)은, 레그(46)에 의해 바닥면(F) 위에서부터 간격을 두고 지지되어 있다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 저부벽(12f)은, 후방벽(32b) 측을 향하여 하측으로 경사져 있다. 하우징(32) 내의 하부영역에는, 식품 반송물(w)을 하우징(32) 내에 반송하는 반송장치(50)가 마련되어 있다. 반송장치(50)는, 엔드리스 형상의 금속 벨트(12)와, 이 금속 벨트(12)를 구동하는 회전 드럼(54, 56)으로 구성되어 있다.

금속 벨트(12)는, 수평방향으로 배치되며, 입구벽(32c)의 외측에서 종동 드럼(54)에 감겨 있고, 출구벽(32d)의 외측에서 구동 드럼(56)에 감겨 있다. 금속 벨트(12)의 왕로(12a)는, 반송면이 수평방향으로 배치되고, 입구 개구(34) 및 출구 개구(36)로부터 하우징(32) 내에 관통 배치되어, 화살표(a) 방향으로 이동한다. 귀로(12b)는, 저부벽(32f)의 하측의 하우징(12) 밖에 배치되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 하우징(32)의 내부에는, 칸막이벽(58, 60)에 의해, 상부 부압실(62), 하부 정압실(64) 및 이들의 측방에 위치하는 유지보수 공간(66)으로 구분되어 있다. 상부 부압실(62)에서는, 칸막이벽(58)의 상면에 공기 냉각기(68)가 고정되어 있다. 공기 냉각기(68)는, 상기 급배관(42, 44)을 통하여 하우징(32)과는 다른 위치에 배치된 도시하지 않은 냉동기 유닛과 접속되어 있다.

또한, 칸막이벽(58)에는, 원형의 통풍로(58a)가 형성되어 있다. 이 통풍로(58a)에 원통형의 케이싱(70)이 부착되고, 케이싱(70) 내에 축류팬(72) 및 그 구동 모터(74)가 마련되어 있다. 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 공기 냉각기(68)는, 하우징(32)의 길이방향으로 2유닛 마련되어 있고, 축류팬(72)은, 하우징(32)의 길이방향으로 1유닛 당 4대 마련되어 있다. 그리고, 공기 냉각기(68)에서 냉각된 고내(庫內) 공기는, 축류팬(72)에 의해 통풍로(58a)로부터 하부 정압실(64)로 보내진다. 이로 인해, 상부 부압실(62)은 부압 분위기가 된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 하부 정압실(64)에는, 금속 벨트(12)의 왕로(12a)가 수평방향으로 배치되어 있다. 왕로(12a)는, 폭방향으로 마련된 복수의 지지 바(14)에 의해, 소정 높이에 지지되어 있다. 금속 벨트(12)의 왕로(12a)의 양측 상방에, 하우징(32)의 길이방향으로 지지 프레임(22, 24)이 배치되어 있다. 왕로(12a)의 상측에는, 왕로(12a)를 따라 상부 냉기 분사부(16)가 마련되어 있다.

왕로(12a)의 하측에는, 왕로(12a)를 따라 하부 냉기 분사부(26)가 마련되어 있다. 하부 냉기 분사부(26)는, 일측에 냉기류 입구(28b)를 갖는 박스형상의 케이싱(28)으로 구성되어 있다. 케이싱(28)은 저부벽(32f)의 상면에 고정되고, 상술한 바와 같이, 그 상면(28a)은, 평탄면에 형성되어 있는 동시에, 다수의 원형 천공부(29)가 천공되어 있다. 상면(28a)은, 유지보수 공간(66) 측을 향해 하측으로 경사져 있다. 또한, 하우징(32)의 저부벽(32f)도, 유지보수 공간(66) 측을 향해 하측으로 경사져 있다.

박스형상 케이싱(28)의 유지보수 공간(46) 측의 측면에는, 개폐 도어(28c)가 마련되어 있다. 개폐 도어(28c)의 상단에는 플랜지가 마련되어, 세정 시에 오퍼레이터가 상하방향으로 슬라이딩시켜서, 그 측면을 개방할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 도 6 및 도 7에 의해, 반송 장치(50)의 입구벽(32c) 측의 구성을 설명한다. 프레임(82)이 하우징(32)의 입구벽(32c)에 접속되는 한편, 레그(46)에 의해 수평방향으로 지지되어 있다. 원통형의 종동 드럼(54)이 수평방향으로 배치되고, 종동 드럼(54)에 금속 벨트(12)가 감겨 있다. 종동 드럼(54)의 표면에는, 고무재가 피복되어 있다. 종동 드럼(54)의 회전축(54a)의 양단은, 베어링(84)에 의해 회전 가능하도록 지지되어 있다.

베어링(84)은, 화살표(a 또는 b) 방향으로 슬라이딩 이동가능하도록 프레임(82)에 지지되는 한편, 코일 스프링(86)을 통해 프레임(82)에 부착되어 있다. 이에 따라, 종동 드럼(54)은, 화살표(a 또는 b) 방향으로 이동할 수 있어, 금속 벨트(12)의 장력을 조정 가능하도록 되어 있다. 프레임(82) 사이에는 보강 바(89), 금속 벨트(12)의 귀로(12b)를 지지하는 지지 바(90) 및 귀로(12b)를 안내하는 안내 바(92)가 가설되어 있다.

다음에, 도 8 및 도 9를 통해, 반송 장치(50)의 출구벽(32d) 측의 구성을 설명한다. 도 8 및 도 9에서, 출구벽(32d)에 프레임(94)이 고정되고, 프레임(94)에 베어링(96)을 통해 구동 드럼(56)의 회전축(56a)이 회전가능하도록 지지되어 있다. 또한, 프레임(94)에 회전축(56a)을 구동하는 구동 모터(98)가 부착되어 있다. 구동 드럼(56)에 금속 벨트(12)가 감겨, 구동 드럼(56)의 회전에 의해 금속 벨트(12)가 화살표(a 또는 b) 방향으로 이동한다. 종동 드럼(54)과 마찬가지로, 구동 드럼(56)의 외주면에 고무막이 피복되어 있다.

또한, 금속 벨트(12)를 구성하는 스테인리스판의 일측 가장자리의 이면에는, 단부가 가느다란 사다리꼴 단면을 가지는 고무 돌기(13)가 가황 접합되어 있다. 한편, 구동 드럼(56)의 일측 단면에는, 외주면에 오목부(87a)를 가지는 풀리(87)가 접합되어 있다. 이 오목부(87a)와 구동 드럼(56)의 단면에서, 고무 돌기(13)와 동일한 단면 형상의 요홈이 형성되어 있다. 금속 벨트(12)의 주행 중, 고무 돌기(13)가 상기 요홈에 감합되어, 상기 요홈 내를 슬라이딩 이동한다.

오목부(87a)를 형성하기 위한 풀리(87)는, 도 6, 7에 나타내는 종동 드럼(54)의 일측 단면에도 장착되어 있다. 고무 돌기(13) 및 풀리(87)로 사행 방지 장치(88)를 구성하고 있다. 고무 돌기(13)가 오목부(87a)에 헐겁게 끼워지면서 컨베이어 벨트(32)가 주행함으로써, 컨베이어 벨트(32)의 사행을 방지하고 있다.

이러한 구성에 있어서, 입구벽(32c) 측의 반송장치(50)에서, 오퍼레이터(O)가 식품 반송물(w)을 금속 벨트(12)의 왕로(12a)의 벨트면에 재치한다. 이 벨트면에 재치된 식품 반송물(w)은, 입구 개구(34)로부터 하우징(32) 내의 하부 정압실(64)에 반송된다.

한편, 하우징(32) 내에서는, 공기 냉각기(68) 및 축류팬(72)이 가동되고 있으므로, 공기 냉각기(68)에서 냉각된 냉기(c)는, 축류팬(72)에 의해, 통풍로(58a)를 통과하여 하부 정압실(44)로 보내진다.

하부 정압실(64)에서, 왕로(12a)의 상하 양측으로부터 식품 반송물(w)을 향해 냉기(c)가 분사된다. 상부 냉기 분사부(16)에서는, 슬릿 노즐(20)의 슬릿형상 분사구로부터, 식품 반송물(w)에 대하여 직각방향으로 슬릿형상의 충돌 분류(r)가 분사된다. 상술한 바와 같이, 슬릿 노즐(20)은, 냉기(c)를 가속시키는 단부가 가느다란 단면을 가지는 가속부와, 가속된 냉기(c)를 정류하는 정류부를 가지며, 도달거리가 긴 분류를 분출할 수 있다. 슬릿 노즐(20)로부터 분출된 충돌 분류(r)는, 코안다 효과(Coanda effect)에 의해, 식품 반송물(w)의 표면에 밀착된 냉기류를 형성하므로, 냉각 효과를 높일 수 있다.

또한, 슬릿 노즐(20) 사이에 형성된 배기 공간(e)을 넓게 취할 수 있으므로, 냉각이 된 후에 냉기를 원활하게 식품 반송물(w)로부터 배출할 수 있으므로, 이 배냉기가 충돌 분류(r)를 흐트러뜨리지 않는다.

한편, 도 15에, 비교예로서, 직사각형 노즐부(152)를 갖고, 선단 평탄 분사면(154)에 천공부를 마련하여 이루어진 상부 냉기 분사부(150)로 구성한 상부 냉기 분사부를 나타낸다. 이 구성에서는, 직사각형 노즐부(152)의 높이(h) 및 직사각형 노즐부(152) 사이의 피치(p)를 상당히 크게 취하지 않고서는, 배기 공간(e)을 충분히 확보할 수 없다.

이 때문에, 배냉기가 충돌 분류(r)의 주변에 잔류하여, 충돌 분류(r)를 흐트러뜨릴 우려가 있다. 반대로, 피치(p)를 상당히 크게 취하면, 충돌 분류(r)가 식품 반송물(w)에 분무되지 않는 영역이 증가하여, 냉각 효과가 저감된다. 따라서, 이 비교예에서는, 냉각 효과를 그다지 얻지 못한다는 것을 알 수 있다.

하부 냉기 분사부(26)에서는, 박스형상 케이싱(28)의 상면에 마련된 천공부(29)로부터 냉기(c)가 왕로(12a)의 하면을 향해 분사된다. 천공부(29)는 직경이 커서, 도달거리가 길어지고, 상면(28a)이 경사져 있으므로, 벨트 하면까지의 거리가 벌어져도, 왕로(12a)의 하면에 냉기(c)를 도달할 수 있다. 그러므로, 금속 벨트(12)의 냉각 효과가 저하되는 일이 없다.

본 실시형태에 따르면, 냉기 분사 기구(10)에서, 식품 반송물(w)의 냉각 효과를 높게 유지하면서, 금속 벨트(12)의 설치 높이를 낮출 수 있다. 그리고, 종동 드럼(54), 구동 드럼(56) 및 금속 벨트(12)의 귀로(12b)를 하우징(12) 밖에 배치하고 있으므로, 금속 벨트(12)의 설치 높이를 여유를 가지고 낮출 수 있다. 이에 따라, 키가 작은 오퍼레이터(O)인 경우에도 식품 반송물(w)의 반송작업을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 종동 드럼(54) 및 구동 드럼(56)을 하우징(12) 밖에 배치하였으므로, 이들 드럼의 대경화가 가능해진다. 이에 따라, 금속 벨트(12)에 부가되는 굽힘 하중을 경감시킬 수 있으므로, 금속 벨트(12)의 금속 피로가 완화된다. 따라서, 금속 벨트(12)의 박형화가 가능해져서, 벨트 원가를 저감시킬 수 있다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 금속 벨트(12)를 구성하는 스테인리스판의 두께를 0.6mm로 할 수 있다.

또한, 박스형상 케이싱(28)의 상면(28a) 및 하우징(32)의 저부벽(32f)이 후방벽(32b) 측으로 기울어져 있으므로, 세정시에 세정수가 상면(28a) 및 저부벽(12f)에 모이지 않는 한편, 박스형상 케이싱(28)의 경사 하강측 측벽이 상하로 슬라이딩 가능한 도어(28c)로 구성되어 있으므로, 세정 시에 오퍼레이터가 도어(28c)를 개방함으로써, 박스형상 케이싱(28)으로부터 세정수의 배출이 용이해진다.

또한, 박스형상 케이싱(28)의 상면(28a)에 천공된 천공부(29)의 직경이 25mmφ로 크므로, 냉기(c)의 도달거리가 크다. 이에 따라, 천공부(29)와 벨트 하면의 간격이 커지더라도, 금속 벨트(12)의 냉각 효과를 높게 유지할 수 있다. 따라서, 상면(28a)을 경사시켜서, 벨트 하면과 상면(28a)의 간격이 커져도 냉각 효과가 저하되지 않는다.

도 10은, 냉기 분출구(70)로부터 벨트 하면까지의 높이와, 금속 벨트에 대한 열전달률의 관계에 대하여, 본 실시형태의 장치로 실험한 결과를 나타내는 관계를 나타내는 선도이다. 본 실시형태에서는, 박스형상 케이싱(28)의 상면(28a)이 벨트 폭방향으로 경사져 있으므로, 천공부(29)로부터 벨트 하면까지의 간격은, 75~95mm 사이에서 변한다. 도면에 나타내는 바와 같이, 천공부(29)와 벨트 하면 사이의 간격이 변해도 열전달률은 그다지 변하지 않는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태와 같이, 상면(28a)을 경사시켜도, 금속 벨트(12)의 냉각 효과는 거의 저하되지 않는 것을 알 수 있다.

도 11a는, 본 실시형태의 박스형상 케이싱(28)을 나타낸다. 이 박스형상 케이싱(28)의 상면(28a)은, 금속 벨트(12)의 폭방향으로 경사져 있으므로, 천공부(29)로부터 금속 벨트(12)까지의 간격(H₁)은, 75~95mm 사이에서 변한다. 원형 천공부(29)의 직경은 25mmφ이고, 각 천공부(29)는 서로 정삼각형을 이루도록 배치되어 있다. 각 천공부(29) 사이의 피치(P₁)는 100mm이다.

한편, 도 11b는, 비교예로서 나타내는 구성이다. 박스형상 케이싱(28')에는 복수의 배기 공간(e)이 마련되고, 박스형상 케이싱(28')의 평탄 분사면(28a')과 금속 벨트(12)의 간격(H₂)은 50mm이고, 금속 벨트(12)의 폭방향에서 일정하다. 평탄 분사면(28')에는 직경이 12.5mmφ인 원형의 천공부(29')가 마련되어 있다. 각 천공부(29')는 서로 정삼각형을 이루도록 배치되며, 각 천공부(29') 사이의 피치(P₂) 는 50mm이다. 한편, 평탄 분사면(28a)과 평탄 분사면(28a')의 개구율은 동일해지도록 설정되어 있다.

상기 2종의 박스형상 케이싱을 구비한 냉기 분사 기구를 이용하고, 식품 반송물(w)로서 곤약(konjac)을 이용하여, 곤약의 냉각 효과를 실험한 결과를 도 12에 나타낸다. 도면 중, 곡선(X)이 박스형상 케이싱(28)을 이용한 경우이고, 곡선(Y)이 박스형상 케이싱(28')을 이용한 경우이다. 또한, 곡선(Z)이 냉각 공간의 온도 추이이고, 곡선(W)이 외기 온도의 추이이다. 한편, 곤약의 온도는, 곤약의 중앙부에 꽂은 온도 센서로 계측하였다.

도 12로부터, 2종의 박스형상 케이싱을 이용한 경우, 곤약의 냉각 효과는 거의 변하지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 곤약을 포장하여 실행한 실험에서도, 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 그러므로, 배기 공간(e)을 형성하지 않는 본 실시형태의 박스형상 케이싱(28)을 이용한 편이 구조가 간단하고, 가공이 용이할 뿐만 아니라, 가공비용을 절감시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 개폐 도어(40)로부터 오퍼레이터(O)가 상승 가능한 유지보수 공간(66)을 구비하고 있으므로, 하우징(12) 내의 유지보수가 용이해진다. 그리고, 상압의 유지보수 공간(66)에 개폐 도어(40)를 마련하고 있으므로, 장치의 운전 중에 개폐 도어(40)를 개방하여도 위험하지 않다.

또한, 냉기 순환류를 형성하기 위해 축류팬(72)을 마련하고 있으므로, 시로코 팬(Sirocco fan) 등에 비해, 설치 대수를 삭감시킬 수 있는 동시에, 소비전력을 약 30% 절감시킬 수 있다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 따르면, 식품 반송물을 반송하는 컨베이어 벨트의 높이를 낮추어, 오퍼레이터의 작업을 용이하게 한 냉기 분사 기구를 실현할 수 있다.

Claims

식품을 컨베이어 벨트로 단열벽으로 둘러싸인 냉각 공간 내에 반송하면서, 상기 냉각 공간 내에서 식품에 냉기를 분사하고, 연속적으로 식품을 냉각 또는 냉동 처리하는 냉기 분사 기구를 구비한 식품 냉각 장치에 있어서,
상기 단열벽으로 둘러싸인 냉각 공간이, 벨트 반송방향으로, 각각 입구벽과 출구벽을 갖는 하우징 내에 형성되는 한편, 상기 컨베이어 벨트는 냉기 배출 구멍이 없는 엔드리스 형상의 금속 벨트로 형성되고,
상기 냉각 공간 중 상기 컨베이어 벨트의 상방에 마련된 상부 부압실에서 냉각기에 의해서 생성되는 냉기가 송풍기를 통해 상기 컨베이어 벨트에 있는 하부 정압실로 보내지고,
상기 금속 벨트의 왕로 단부측을 상기 하우징 밖에 위치시켜서, 해당 왕로 단부측의 벨트면을 오퍼레이터가 식품을 재치하는 컨베이어 벨트의 반송면으로서 형성가능하게 구성되고,
상기 금속 금속 벨트의 왕로 단부측에 이어진 왕로를, 상기 하우징의 입구벽에 마련된 개구보다 출구측을 향해 상기 하우징 내에 도입시키는 동시에, 상기 금속 벨트의 귀로를 상기 하우징의 저부벽보다도 외측 하방에 배치하고,
상기 금속 벨트의 귀로로부터 왕로로의 반환 부분, 및 왕로로부터 귀로로의 반환 부분을 각각 상기 하우징 바깥쪽으로 도출시켜서, 상기 하우징 밖으로 위치하는 회전 드럼에 감도록 하여 상기 금속 벨트를 지지 반송하도록 구성하는 한편,
상기 냉기 분사 기구는, 상기 하우징 내의 상기 금속 벨트의 왕로 상측에 배치되어, 깔때기형 단면을 가지는 다수의 슬릿 노즐을 구비하고, 금속 벨트의 왕로 상측으로부터 냉기의 충돌 분류를 식품 반송물에 분무하는 상부 냉기 분사부; 및
상기 하우징 내의 상기 금속 벨트의 왕로 하측에 배치되며, 다수의 분사 구멍이 천공된 평탄 분사면을 구비하고, 금속 벨트의 하측으로부터 상기 송풍기로부터 공급된 냉기류를 상기 금속 벨트의 왕로 하면에 분무하는 하부 냉기 분사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
식품 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉기 분사 기구의 하부 냉기 분사부가, 상기 평탄 분사면을 상면으로 하는 박스형상 케이싱으로 구성되고, 상기 평탄 분사면에 천공된 분사구의 구경이 20mm 이상인 것을 특징으로 하는
식품 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 분사 구멍이 천공된 평탄 분사면이 펀칭 메탈판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
식품 냉각 장치.
제2항에 있어서,
상기 냉각 공간을 형성하는 박스형상 케이싱의 한쪽 측면에 냉기 도입구를 마련하고, 상기 평탄 분사면을 상기 한쪽 측면으로부터 다른 쪽 측면을 향해 하측으로 경사시켜서, 상기 냉기 도입구 측의 공간 단면적을 크게 한 것을 특징으로 하는
식품 냉각 장치.
제4항에 있어서,
상기 박스형상 케이싱의 경사 하단측 측면을 개폐 가능하도록 하는 도어를 마련한 것을 특징으로 하는
식품 냉각 장치.