(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却過程で食材表面から散逸する水蒸気に起因した凍結食品の目減りや、凍結食品表面での亀裂発生を可及的に防止し、商品価値の向上が図れる食材の冷凍方法、及び冷凍装置を提供する。【解決手段】キャビネット２内部に冷却コイル８と送風機１０を設けた凍結庫２０に、食材Ｆの表面温度を検出する表面温度センサー２４と、該冷却コイルと該送風機とからなる蒸発器での熱交換負荷を増減させて、蒸発温度を上昇または低下させる熱交換負荷増減手段２８と、該表面温度センサーで検知した該食材表面の温度が、該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでは、該熱交換負荷増減手段を熱負荷減少側に作動させて該冷却コイルでの蒸発温度を低下させ、送風機で庫内を循環させる空気温度を低温に引き下げる一方、該表面温度が氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後は、該熱交換負荷増減手段を熱交換負荷増大側に作動させて急速凍結させる。【選択図】     図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱構造体のキャビネットの内部に冷凍機の冷却コイルと送風機とが設けられてなる凍結庫内に、凍結対象の食材を収納して凍結させるに際し、
該食材表面の温度が該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、冷却コイルと送風機とからなる蒸発器での熱交換負荷を減少させて該冷却コイルでの蒸発温度を低下させることで、送風機によって庫内を循環させる空気温度を、飽和水蒸気量の絶対値が小さい低温に引き下げる一方、
該食材表面の温度が該表面に氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後の凍結過程では、該蒸発器での熱交換負荷を増大させて急速凍結させる、
ことを特徴とする食材の凍結方法。
【請求項２】
前記蒸発器での熱交換負荷の増減を、送風機の送風量の増減で行うことを特徴とする請求項１に記載の食材の凍結方法。
【請求項３】
前記蒸発器での熱交換負荷の増減を、冷却コイルの伝熱面積の増減で行うことを特徴とする請求項１に記載の食材の凍結方法。
【請求項４】
前記前記蒸発器での熱交換負荷の増減を、前記送風機の送風量の増減と、前記冷却コイルの伝熱面積の増減とで行うことを特徴とする請求項１に記載の食材の凍結方法。
【請求項５】
前記送風機の送風量の増減を、送風機の送風速度の切替で行うことを特徴とする請求項２または４のいずれかに記載の食材の凍結方法。
【請求項６】
前記送風機の送風速度の切替を、送風機の正・逆転運転の切替で行うことを特徴とする請求項５に記載の食材の凍結方法。
【請求項７】
前記送風機の送風速度の切替を、送風機の回転速度の切替で行うことを特徴とする請求項５に記載の食材の凍結方法。
【請求項８】
前記送風機の送風量の増減を、複数台設けた送風機の運転台数の切替で行うことを特徴とする請求項２または４のいずれかに記載の食材の凍結方法。
【請求項９】
前記冷却コイルの伝熱面積の増減を、空気流方向に沿って前後に設けた複数の冷却コイルの運転台数の切替で行うことを特徴とする請求項３または４に記載の食材の凍結方法。
【請求項１０】
断熱構造体のキャビネットの内部に冷凍機の冷却コイルと送風機とが設けられてなる食材の凍結庫において、
該冷却コイルと該送風機とからなる蒸発器での熱交換負荷を増減させて、該冷却コイルでの蒸発温度を上昇または低下させる熱交換負荷増減手段と、
該食材表面の温度が該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、該熱交換負荷増減手段を熱負荷減少側に作動させて、該冷却コイルでの蒸発温度を低下させることで、送風機によって庫内を循環させる空気温度を、より飽和水蒸気量の絶対値が小さくなる低温側に引き下げる一方、該表面に氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後の凍結過程では、該熱交換負荷増減手段を熱交換負荷増大側に作動させて急速凍結させる、熱交換負荷増減手段の作動制御手段と、
を備えたことを特徴とする食材の凍結庫。
【請求項１１】
前記キャビネット内に、前記食材の表面温度を検出する表面温度センサーを設け、前記作動制御手段は該表面温度センサーで検知した該食材表面の温度に応じて前記熱交換負荷増減手段を作動制御することを特徴とする請求項１０に記載の食材の凍結庫。
【請求項１２】
前記蒸発器の熱交換負荷増減手段が、前記送風機の送風量増減手段であることを特徴とする請求項１０または１１のいずれかに記載の食材の凍結庫。
【請求項１３】
前記蒸発器の熱交換負荷増減手段が、前記冷却コイルの伝熱面積増減手段であることを特徴とする請求項１０または１１のいずれかに記載の食材の凍結庫。
【請求項１４】
前記前記蒸発器での熱交換負荷増減手段が、前記送風量増減手段と、伝熱面積増減手段とからなることを特徴とする請求項１０または１１のいずれかに記載の食材の凍結方法。
【請求項１５】
前記送風量増減手段が、前記送風機の送風速度を切替る送風速度切替手段あることを特徴とする請求項１２または１４のいずれかに記載の食材の凍結庫。
【請求項１６】
前記送風速度切替手段が、送風機の正・逆転運転切替手段であることを特徴とする請求項１５に記載の食材の凍結庫。
【請求項１７】
前記送風速度切替手段が、送風機の回転速度切替手段であることを特徴とする請求項１５に記載の食材の凍結方法。
【請求項１８】
前記送風量増減手段が、複数台設けた送風機の運転台数を切替る送風機運転台数切替手段であることを特徴とする請求項１２または１４のいずれかに記載の食材の凍結方法。
【請求項１９】
前記伝熱面積増減手段が、空気流方向に沿って前後に設けた複数の冷却コイルの運転台数を切替る冷却コイル運転台数切替手段であることを特徴とする請求項１２または１４のいずれかに記載の食材の凍結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却過程での食品表面からの水蒸気の散逸に起因した凍結食品の目減り(重量減少)や、凍結食品表面での亀裂の発生を可及的に防止できるようにした食材の凍結方法、及び凍結庫の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の食材の凍結庫としては、図９に示すように、断熱構造体のキャビネット２の内部中央に、凍結対象物の食材Ｆを収納する棚やトレー４を設け、その後方に冷凍機６の冷却コイル８と送風機１０とを配置して、食材収納部に存在する庫内空気を送風機１０で吸引して、その空気流の全量を冷却コイル８を通過させたて冷却した後、天井または側面に形成した空気通路１２を通じて開閉扉１４側にその冷風を吹き出させて上記食材収納部へと循環させるように構成した形式のものがある。
【０００３】
あるいは、図１０に示すように、断熱構造体のキャビネット２の内部後方に冷却コイル８を設け、この冷却コイル８の前方に小型の２台の送風機１０を上下に、当該冷却コイル８に対して対角線上に配置して、これらの送風機１０よりもさらに前方に区画した食材収納部に向けて送風機で送風して庫内空気を循環させることで、その循環時に一部の庫内空気だけが冷却コイル８を通過するように構成した形式のもの（例えば、特許文献１参照）もある。
【０００４】
そして、上記両形式の凍結庫はいずれも、その運転開始の直後から凍結が終了するまでの全運転期間に亘って、送風機１０はフル稼働させて全風量送風を行わせるようにしている。
【特許文献１】特許第３３６６９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、凍結庫の庫内に存在する空気量は、庫内および開閉扉１４の気密性が確保されている限り一定量であるから、空気の熱物性からみてその顕熱量は冷却・凍結しようとする食材Ｆの有する熱量に比較するとわずかに過ぎず、比較的短時間にて冷却可能である。また同様に、庫内空気が最初から有していた水蒸気量も限定されたものとなっている。
【０００６】
しかしながら、食材Ｆから発する水蒸気は潜熱量であることから、当該食材Ｆの温度、性状、および形状などの状況によっては無視できない大量の熱量となる。また、この水蒸気は食材Ｆに向けて吹き付けられる送風が強いほど多量に発生して、当該食材Ｆの表面から強制的に水分が剥ぎ取られていくことになる。そして、この水蒸気は冷却コイル８を通過する際に、冷凍機６により冷却されて、当該冷却コイル８部に結露して凍結してしまう。即ち、当該水蒸気の発生と結露・凍結は、食材Ｆを乾燥・減量させてしまう上に、匂い香りまでも奪ってしまう結果となり、食品としての品質低下の要因となっていた。
【０００７】
特に、高温度の食材Ｆ、たとえば、調理直後の８５℃の食材等を凍結庫に満杯に詰め込んで凍結させるような場合には、その冷却過程の初期段階では、食材Ｆの表面から発生する水蒸気分圧はその高温の故に高く、そこに食材Ｆの急速冷却・凍結させるべく送風機１０の送風量を増して、食材Ｆの表面風速を増大させて冷却することは、食材Ｆから大量の水分を水蒸気の形で剥ぎ取ってしまうだけである。
【０００８】
また、食材Ｆの表面から蒸散した水蒸気は次第に冷却コイル８に着霜して成長していくことになり、当該成長した霜は最も温度を下げたい運転終期の凍結過程で冷媒と空気との熱交換を妨害して冷却効率を悪化させてしまう。そして、最悪の場合には、冷却コイル８の吸い込み面が着霜によって塞がれて、フィンコイルが目詰まり状態となり、空気が流入できなくなって、肝心の熱媒体である空気の流動がなくなってしまう事態ともなり、その結果、食材Ｆからの熱移動も停止して、それ以後は冷えなくなってしまう。
【０００９】
また、図９に示すような従来の凍結庫では、食品Ｆの形状が大きい場合に、その表面を運転初期段階で凍結して固めてしまうと、食品内部に含まれている水分(自由水)が凍結時に膨張(約８〜９％)して食品表面を割ってしまい食材Ｆの商品価値を損なうことも発生していた。
【００１０】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却過程における食品表面からの水蒸気の散逸に起因した凍結食品（食材）の目減り(重量減少)や、凍結食品表面での亀裂の発生を可及的に防止することができ、もって商品価値の向上を図り得る食材の冷凍方法、及び冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の食材の凍結方法にあっては、断熱構造体のキャビネットの内部に冷凍機の冷却コイルと送風機とが設けられてなる凍結庫内に、凍結対象の食材を収納して凍結させるに際し、該食材表面の温度が該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、冷却コイルと送風機とからなる蒸発器での熱交換負荷を減少させて該冷却コイルでの蒸発温度を低下させることで、送風機によって庫内を循環させる空気温度を、より飽和水蒸気量の絶対値が小さい低温に引き下げる一方、該食材表面の温度が該表面に氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後の凍結過程では、該蒸発器での熱交換負荷を増大させて急速凍結させる、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記蒸発器での熱交換負荷の増減を、送風機の送風量の増減で行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記蒸発器での熱交換負荷の増減を、冷却コイルの伝熱面積の増減で行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記前記蒸発器での熱交換負荷の増減を、前記送風機の送風量の増減と、前記冷却コイルの伝熱面積の増減とで行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記送風機の送風量の増減を、送風機の送風速度の切替で行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記送風機の送風速度の切替を、送風機の正・逆転運転の切替で行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記送風機の送風速度の切替を、送風機の回転速度の切替で行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記送風機の送風量の増減を、複数台設けた送風機の運転台数の切替で行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明の食材の凍結方法にあっては、前記冷却コイルの伝熱面積の増減を、空気流方向に沿って前後に設けた複数の冷却コイルの運転台数の切替で行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明の食材の凍結庫にあっては、断熱構造体のキャビネットの内部に冷凍機の冷却コイルと送風機とが設けられてなる食材の凍結庫において、該冷却コイルと該送風機とからなる蒸発器での熱交換負荷を増減させて、該冷却コイルでの蒸発温度を上昇または低下させる熱交換負荷増減手段と、該食材表面の温度が該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、該熱交換負荷増減手段を熱負荷減少側に作動させて、該冷却コイルでの蒸発温度を低下させることで、送風機によって庫内を循環させる空気温度を、より飽和水蒸気量の絶対値が小さくなる低温側に引き下げる一方、該表面に氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後の凍結過程では、該熱交換負荷増減手段を熱交換負荷増大側に作動させて急速凍結させる、熱交換負荷増減手段の作動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記キャビネット内に、前記食材の表面温度を検出する表面温度センサーを設け、前記作動制御手段は該表面温度センサーで検知した該食材表面の温度に応じて前記熱交換負荷増減手段を作動制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記蒸発器の熱交換負荷増減手段が、前記送風機の送風量増減手段であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記蒸発器の熱交換負荷増減手段が、前記冷却コイルの伝熱面積増減手段であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記前記蒸発器での熱交換負荷増減手段が、前記送風量増減手段と、伝熱面積増減手段とからなることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記送風量増減手段が、前記送風機の送風速度を切替る送風速度切替手段あることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記送風速度切替手段が、送風機の正・逆転運転切替手段であることを特徴とする。
【００２７】
請求項１７に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記送風速度切替手段が、送風機の回転速度切替手段であることを特徴とする請求項１４に記載の食材の凍結方法。
【００２８】
請求項１８に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記送風量増減手段が、複数台設けた送風機の運転台数を切替る送風機運転台数切替手段であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１９に係る発明の食材の凍結庫にあっては、前記伝熱面積増減手段が、空気流方向に沿って前後に設けた複数の冷却コイルの運転台数を切替る冷却コイル運転台数切替手段であることを特徴とする。
【００３０】
上記のように構成された食材の凍結方法、および食材の凍結庫では、冷却過程において、送風機の送風量を減速または逆転、台数制御、あるいはそれらの組み合わせにより抑制して冷却コイル部の通過風量を減らすので、あるいは冷却コイルの伝熱面積を減らすので、冷凍機の冷却コイルと送風機とから構成されている蒸発器における熱交換負荷が減少して、冷凍機は圧縮機の能力が勝り、これにより冷却コイルでの蒸発温度が低下して、結果的に冷却器出口すなわち送風機吹き出し口の空気温度が低下する。このようにして庫内空気温度を低下させれば、送風機によって庫内を循環される空気の飽和水蒸気量はその絶対値が小さくなるから、食材表面から蒸散して奪われてしまう水分が可及的に減少し、もって食材の重量の目減りや乾燥が防止される。
【００３１】
また、食材表面から蒸散する水蒸気量が減少するので、冷却コイルに結露して凍結する着霜量が大幅に減少し、着霜による凍結過程での冷却性能の低下を可及的に防止し得るようになる。
【００３２】
また、冷却過程では、冷凍機の冷却能力を落として運転することになるから、食材の表面を冷却過程の初期段階で凍結して固めてしまうことがなく、食品内部に含まれている水分(自由水)が凍結時に膨張(約８〜９％)して食品表面を割ってしまうことも可及的に防止し得る。
【００３３】
即ち、本発明では、冷却過程の庫内空気の水蒸気分圧が高い間は、風速を抑制し、食品に当てる空気温度を可能な限り下げて、その低い温度で空気が含み得る最大の水蒸気量（空気の飽和湿度）が低い状態を維持しながら、食品表面温度を下げてゆくのである。
【００３４】
冷却初期段階に送風量を抑制し、比較的冷たい空気(比較的冷たい空気は含み得る水蒸気量が少ない、すなわち絶対湿度が小さいので、その空気の搬送水分も少ない。)を庫内に送り出し、空気中に存在する水蒸気は庫内全体とくに冷えやすい庫内壁面や棚側面、裏面（比熱の小さく薄い金属材は、熱容量が小さいので比較的早く冷える。）で結露及び滴下させて、当該冷却の初期段階では結露水として庫外に流出させるとともに、一部は最終的には霜として壁面に付着させ、冷却コイルへの着霜を極力防止する。
【００３５】
庫内空気温度が食材表面温度を凍らす程度に低下した以後は、食材表面からの若干の昇華による水分蒸散はあるものの、水蒸気による蒸発は氷の皮膜により抑制されるので、送風機は正回転の全速あるいはインバーター制御等によって増速回転、台数制御の場合は全台数を全速で運転することにより、冷媒との熱交換量を冷却コイルから最大限に引き出して、冷却空気と食材との熱伝達量も最大となるようにして、急速凍結するのである。
【発明の効果】
【００３６】
以上に説明したように、本発明に係る食材の凍結方法及び凍結庫によれば、食材表面からの水蒸気の蒸散を抑えて、食材の乾燥、重量の目減りを可及的に防止することができるとともに、食材の表面を冷却過程の初期段階で凍結して固めてしまうことがなく、食品内部に含まれている水分(自由水)が凍結時に膨張して食品表面を割ってしまうことも可及的に防止することができ、もって商品価値の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に、本発明に係る食材の凍結方法、及びこの凍結方法を適用した凍結庫の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１〜図３は本発明にかかる食材の凍結方法、及び食材の凍結庫の第１実施形態を示すものであり、図１は冷却過程を説明する概略構成図、図２は凍結過程を示す概略構成図。図３は開閉扉を外した状態の正面の概略構成図である。
【００３９】
これら図１〜図３に示すように、凍結庫２０は、基本的には図９に示した従来の凍結庫と同様に、断熱構造体のキャビネット２の内部中央には、凍結対象物の食材Ｆを収納するための棚２２やトレー４を設けてある食材収納部が区画形成され、その後方に冷凍機６の冷却コイル８と送風機１０とが配置されている。食材収納部の左右両側部若しくは上側部には、キャビネット２の内壁面に沿って空気通路１２が区画形成されており、当該空気通路１２と食材収納部とは、開閉扉１４側で連通している。
【００４０】
ところで、この第１実施形態では、上記食材収納部に収納された食材Ｆの少なくとも１つには、その表面温度を検出する表面温度センサー２４が設けられる。また、上記冷却コイル８と送風機１０とからなる蒸発器２６には、その熱交換負荷を増減させて当該冷却コイル８での蒸発温度を上昇または低下させる熱交換負荷増減手段２８が設けられる。さらに、当該熱交換負荷増減手段２８には、その作動を制御する作動制御手段３０が接続されて設けられている。
【００４１】
この作動制御手段３０は、マイコンあるいはリレースイッチ等を使用した電気制御回路でなり、上記表面温度センサー２４からの信号を受けて、当該検知した食材Ｆの表面の温度に応じて熱交換負荷増減手段２８の作動を負荷減少側と負荷増大側とに切り換えて制御するようになっている。
【００４２】
即ち、食材Ｆの表面温度が当該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、当該制御手段３０は熱交換負荷増減手段２８を熱交換負荷の減少側に作動させて冷却コイル８での蒸発温度を低下させ、これにより送風機１０によって庫内を循環させる空気温度をより低温に引き下げて飽和水蒸気量の絶対値を小さくする一方、表面温度が当該表面に氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後の凍結過程では、熱交換負荷増減手段２８を熱交換負荷の増大側に作動させて冷却能力を高め、食材を一気に急速凍結させるようになっている。
【００４３】
ここで、熱交換負荷を増減させる方法としては、冷却コイル８を通過する空気の送風量を増減させるやり方と、冷却コイル８の伝熱面積を増減させるやり方とがあるが、当該第１実施形態では、送風量を増減させる手法を採用しており、熱交換負荷増減手段２８は送風量増減手段として構成されている。つまり、この送風量増減手段は送風機１０とこの送風機を駆動する駆動電気回路とでなり、当該駆動電気回路の作動を制御手段３０によって風量増大側と減少側とに切り換え制御するようになっている。
【００４４】
特に、図示した実施形態例では制御手段３０によって送風機１０の回転方向を正逆に切り換えて回転駆動させ、増大時にはファン効率の高い方向に正回転させることによって送風機１０の能力をフルに発揮させて全風量運転させる一方、ファン効率の低い方向に逆回転させることで、その能力を低下させて送風量を減少させるようになっている。
【００４５】
このとき、送風能力が低下する逆回転時における送風方向が、食材収納部側になるように送風機１０の向きを設定するのが望ましい。これにより、冷却コイル８を通過して低温に冷却された直後の空気を、その低温で飽和水蒸気量の絶対値が小さい状態を維持させたまま、素早く食材Ｆに向けて流下させることができ、もって食材Ｆの表面からの水分の蒸散を可及的に抑制しつつ、食材の冷却を行ない得る。
【００４６】
なお、風量増減手段としての送風機１０はインバータ回路などを付設して、回転数可変式の構成となし、その回転速度を制御器３０で切り換えて送風量の増減を行わせるようにしても良い。
【００４７】
更には、この第１実施形態の変形例として図４に示すように、小型の送風機１０を複数台（例えば４台）設けて、これら複数台の送風機１０の作動を制御器３０で制御して、増大側に設定するときには全数の送風機１０を作動させる一方、減少側に設定するときには、半数（例えば２台）の送風機１０を作動させるなど、送風機１０の運転台数を異ならせて送風量の増減を切り換えるようにしてもよい。
【００４８】
そして、以上のように構成される食材の凍結庫２０にあっては、断熱構造体のキャビネット２の内部に冷凍機６の冷却コイル８と送風機１０とが設けられてなる凍結庫２０内に、凍結対象の食材Ｆを収納して凍結させるに際し、食材Ｆの表面温度が当該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、冷却コイル８と送風機１０とからなる蒸発器での熱交換負荷が減少させられて運転される。
【００４９】
この熱交換負荷の減少運転は、送風機１０の送風量を減速または逆転、台数制御、あるいはそれらの組み合わせにより抑制することで容易に行え、冷却コイル８部の通過風量を確実に減らすことができる。特に、送風機１０の逆転運転で送風量の低減を行わせるようにすると、構成部品点数の増加も殆ど生じず、従来構成に送風機の逆転機能を付加するだけで極めて簡易にかつ廉価に構成できる。
【００５０】
そして、蒸発器での熱交換負荷を減少させると、冷凍機６は圧縮機３２の能力が勝り、これにより冷却コイル８での蒸発温度が低下して、結果的に冷却器出口すなわち送風機１０の吹き出し空気温度が低下する。
【００５１】
このようにして、冷却コイル８を通過する空気の温度を低下させて、食材Ｆに向けて低速で流下させるようにすれば、食材Ｆの表面を流れていく空気の飽和水蒸気量の絶対値を可及的に小さくでき、しかもその風速も低速であることから、食材Ｆの表面から蒸散して奪われてしまう水分が可及的に抑制されて減少し、もって食材Ｆの重量の目減りが防止される。また、食材Ｆの表面から蒸散する水蒸気量が減少するので、庫内を循環して冷却コイル８に戻って来ても、当該冷却コイル８に結露して凍結する着霜量の絶対量は大幅に減少し、当該着霜による凍結過程での冷却性能の低下が可及的に防止しされるようになる。
【００５２】
一方、食材Ｆの表面温度が当該表面に氷の皮膜を生成可能な温度まで低下した以後の凍結過程では、食材Ｆの表面からは若干の昇華による水分蒸散はあるものの、水蒸気による蒸散は氷の皮膜によって抑制されるようになるので、送風機１０は正回転の全速運転あるいはインバーター制御等による増速回転、台数制御の場合は全台数を全速で運転することにより、冷凍機６の冷媒との熱交換量を冷却コイル８から最大限に引き出して冷凍能力を高め、冷却空気と食材Ｆとの熱伝達量も最大となるようにして、食材Ｆを一気に急速凍結させることができる。
【００５３】
また、当該実施形態では、表面温度センサー２４で食材Ｆの表面温度を検出し、当該検出温度が当該食材表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下しているか否かを判断して、熱交換負荷増減手段２８の作動を負荷減少側と負荷増大側とに切り換えて制御するようにしているが、予め食材の種類やその初期温度、食材量等の初期条件に応じて、上記熱交換負荷増減手段２８の作動切り替えを自動的に行わせるように、作動制御手段３０に動作プログラムを組み込んでおき、上記初期条件を操作パネルやリモコン等に設けた入力手段から入力して作動制御させるようにしても良い。更には、切り換えタイミングを設定するタイマーを設けて、所定時間の経過後に自動的に切り換え作動させるようにしても良い。
【００５４】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図５と図６は本発明にかかる食材の凍結方法、及び食材の凍結庫の第２実施形態を示すものであり、図１は冷却過程を説明する概略構成図、図２は凍結過程を示す概略構成図である。ここで、当該第２実施形態にあっても凍結庫としての基本的構成は上述の第１実施形態と同様であるので、同一部材には同一の符合を付して、その詳しい説明は省略し、相違する部分について詳述する。
【００５５】
図示するように、この第２実施形態が上述した第１実施形態相違する点は、熱交換負荷増減手段２８の構成の違いにある。即ち、上述したように熱交換負荷を増減させる方法としては、第１実施形態のように冷却コイル８を通過する空気の送風量を増減させるやり方と、冷却コイル８の伝熱面積を増減させるやり方とがあるが、当該第２実施形態では、後者の冷却コイル８の伝熱面積を増減させる手法を採用している。
【００５６】
即ち、キャビネット２内の後方に配置される冷凍機６の冷却コイル８は、空気流方向に沿って前後に２分割されて並列接続配置され、各々の冷却コイル８ａ，８ｂ毎に電磁膨張弁３８ａ，３８ｂが設けられている。そして、これらの冷却コイル８ａ，８ｂの前方に縦列状態で送風機１０が配置されている。
【００５７】
そして、制御器３０は上記電磁膨張弁８ａ，８の作動を制御して、いずれか一方の冷却コイル８ａ，８ｂへの冷媒の流入を遮断することで、冷却コイル８の実質的な伝熱面積を減少させるようになっている。ここでは、キャビネット２内の最も後方に位置して設けられている冷却コイル８ｂへの冷媒の流入がＯＮ・ＯＦＦされるようになっており、制御器３０は電磁膨張弁３８ｂを熱交換負荷の減少時に閉塞させて、冷却コイル８ｂへの冷媒の流入を遮断し、冷却コイル８の伝熱面積を減少させる。また、送風機１０は常時、正回転で全速運転されるようになっており、その送風方向は食材収納部側になっている。
【００５８】
以上のように構成される、第２実施形態の食材の凍結庫２０Ａにあっては、食材Ｆの表面温度が当該表面に氷の皮膜を生成可能な温度に低下するまでの冷却過程では、電磁膨張弁３８ｂが閉塞されて冷却コイル８ｂ側への冷媒の流入が遮断される。一方、電磁膨張弁３８ａは所定開度に開放されたまま維持されて、冷却コイル８ａ側へのみ冷媒が流される。
【００５９】
つまり、このようにして冷却コイル８の実質的な伝熱面積は半分に減少され、これにより冷凍機６の冷却コイル８と送風機１０とから構成されている蒸発器における熱交換負荷が減少される。このため、冷凍機６は圧縮機３２の能力が勝り、これにより冷却コイル８での蒸発温度が低下して、結果的に冷却器出口すなわち送風機吹き出し口の空気温度が低下する。
【００６０】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図７と図８は本発明にかかる食材の凍結方法、及び食材の凍結庫の第３実施形態を示すものであり、図７は冷却過程を説明する概略構成図、図８は凍結過程を示す概略構成図である。ここで、当該第３実施形態にあっても凍結庫としての基本的構成は上述の第１及び第２実施形態と同様であり、同一部材には同一の符合を付して、その詳しい説明は省略し、相違する部分について詳述する。
【００６１】
図示するように、この第３実施形態の食材の凍結庫２０Ｂは、上述した第１実施例と第２実施例とを組み合わせたものである。即ち、上述のように熱交換負荷を増減させる方法としては、第１実施形態のように冷却コイル８を通過する空気の送風量を増減させるやり方と、第２実施形態のように冷却コイル８の伝熱面積を増減させるやり方とがあり、当該第３実施形態では、これらの両手法を採用したものである。
【００６２】
即ち、図示するように、キャビネット２内の食材収納部の後方には、２分割された冷却コイル８ａ，８ｂが前後に配置されて並列接続され、さらにその後方に送風機１０が設けられている。そして、各冷却コイル８ａ，８ｂには、それぞれ電磁膨張弁３８ａ，３８ｂが接続されていて、これらの電磁膨張弁３８ａ，３８ｂと上記送風機１０とが、制御手段によって、上述した第1実施形態及び第２実施形態と同様にしてた作動制御されるようになっている。
【００６３】
従って、この第３実施形態では、熱交換負荷増減手段２８が、送風機１０による送風量増減手段と、冷却コイル８ａ，８ｂ及び電磁膨張弁３８ａ，３８ｂによる伝熱面積増減手段との２つで構成されているので、熱交換負荷の低減度合いを非常に大きくすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明にかかる食材の凍結方法、及び食材の凍結庫の第１実施形態を示すもので、冷却過程を説明する概略構成図である。
【図２】同上、凍結過程を示す概略構成図である。
【図３】図１の凍結庫の開閉扉を取り外した状態を示す正面図である。
【図４】送風機を複数台設けて構成した第１実施形態の変形例であり、開閉扉と棚及びトレーを取り外した状態の概略構成を示す正面図である。
【図５】本発明にかかる食材の凍結方法、及び食材の凍結庫の第２実施形態を示すもので、冷却過程を説明する概略構成図である。
【図６】同上、凍結過程を示す概略構成図である。
【図７】本発明にかかる食材の凍結方法、及び食材の凍結庫の第３実施形態を示すもので、冷却過程を説明する概略構成図である。
【図８】同上、凍結過程を示す概略構成図である。
【図９】従来の凍結庫の一例の概略構成を示す図である。
【図１０】従来の凍結庫の他の例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
２    キャビネット
４    トレー
６    冷凍機
８，８ａ，８ｂ    冷却コイル
１０    送風機  
１２    空気通路
１４    開閉扉
２０，２０Ａ，２０Ｂ    凍結庫
２４    表面温度センサー
２８    熱交換負荷増減手段
３０    作動制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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