(57)【要約】      （修正有）【課題】冷凍物の降温過程の均一性を効果的に向上させ、冷凍物の品質を向上できる急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造を提供する。【解決手段】冷凍物のスクレーパコンベア３の移動方向に沿って均等に平行配列された複数のＶ型導流溝１とＶ型導流溝の下端に連通するスリットノズル２とを備え、Ｖ型導流溝１は、対向して傾斜するように設置された二枚の長尺状板を含み、Ｖ型導流溝１は横断面が長方形で、短手方向の縦断面が逆台形であり、隣接する２つのＶ型導流溝１の上部が平板により接続され、スリットノズル２は、対向して平行に設置された二枚の長尺状板を含み、スリットノズル２の二枚の長尺状板の上端がそれぞれＶ型導流溝１の二枚の長尺状板の下端に接続される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造であって、
冷凍物のスクレーパコンベアの移動方向に沿って均等に平行配列された複数のＶ型導流溝とＶ型導流溝の下端に連通するスリットノズルとを備え、
Ｖ型導流溝は、対向して傾斜するように設置された二枚の長尺状板を含み、前記長尺状板の長手方向が水平方向となり、Ｖ型導流溝の横断面が長方形、短手方向の縦断面が逆台形であり、隣接する２つのＶ型導流溝の上部が平板により接続され、
スリットノズルは、互いに平行になるように垂直に設置された二枚の長尺状板を含み、前記長尺状板の長手方向が水平方向となり、スリットノズルの二枚の長尺状板の上端がそれぞれＶ型導流溝の二枚の長尺状板の下端に接続され、
前記スリットノズルは、スリットノズルの二枚の長尺状板の下端の中心点から両端へ対称的に斜切りしてなる斜切りスリットノズルであり、切断比Ψ（１≧Ψ≧０）がノズルの両端の切断高さとノズルの縦方向の中心での高さとの比であることを特徴とする急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【請求項２】
前記スリットノズルは、長さが１０００−２０００ｍｍ、幅が３−１０ｍｍ、高さが２０−４０ｍｍであり、
スリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの最短垂直距離は５−６０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【請求項３】
前記スリットノズルは、長さが１２００−１８００ｍｍ、幅が４−７ｍｍ、高さが２５−３５ｍｍであり、
スリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの最短垂直距離は５−３０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【請求項４】
前記スリットノズルは、長さが１５００ｍｍ、幅が５ｍｍ、高さが３０ｍｍであり、スリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの最短垂直距離は１０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【請求項５】
Ｈｓ＜１０の場合、１＞Ψ０＞０であり、ただし、Ｈｓはスリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの距離と、スリットノズルの幅との比、Ψ０は臨界切断比であり、Ψ＝Ψ０の場合、急速冷凍装置のスクレーパコンベアにおける冷凍領域の熱交換均一性が最適であり、前記距離はスリットノズルとスクレーパコンベアの間の最短垂直距離であることを特徴とする請求項１に記載の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【請求項６】
Ｈｓ＜１０の場合、Ψ０とＨｓの関係式はΨ０＝０．００１Ｈｓ４＋０．０３４９  Ｈｓ３−０．４１２７  Ｈｓ２＋１．８６８９  Ｈｓ−１．９６１７であることを特徴とする請求項５に記載の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【請求項７】
Ｈｓ≧１０の場合、Ψ０＝０であり、ただし、Ｈｓはスリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの距離と、スリットノズルの幅との比、Ψはノズルの両端の切断高さとノズルの縦方向の中心での高さとの比、前記距離はスリットノズルとスクレーパコンベアの間の最短垂直距離であることを特徴とする請求項１に記載の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、食品急速冷凍の技術分野、特に急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
送風急速冷凍装置は、急速冷凍食品の加工分野に一般的に使用されている装置であり、その中で、衝撃式急速冷凍装置は、高い対流熱伝達係数を有することから、急速冷凍装置のメーカ及び研究者により注目されている。急速冷凍装置では、プレナム室内の気流がノズル構造により高速気流を放出することは衝撃効果を果たす要因であり、衝撃効果は主にノズル構造の構造及び寸法に依存する。従来の衝撃式急速冷凍装置のノズル構造は一般的に円形孔付き板型構造であるが、このような構造には、冷凍領域にある冷凍物の降温過程の均一性が悪いという問題がある。
【考案の概要】
【０００３】
本考案の目的は少なくとも、冷凍領域にある冷凍物の降温過程の均一性を向上できる急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成させるために、本考案は、冷凍物のスクレーパコンベアの移動方向に沿って均等に平行配列された複数のＶ型導流溝とＶ型導流溝の下端に連通するスリットノズルとを備え、Ｖ型導流溝は、対向して傾斜するように設置された二枚の長尺状板を含み、前記長尺状板の長手方向が水平方向となり、Ｖ型導流溝の横断面が長方形、短手方向の縦断面が逆台形であり、隣接する２つのＶ型導流溝の上部が平板により接続され、スリットノズルは、互いに平行になるように垂直に設置された二枚の長尺状板を含み、前記長尺状板の長手方向が水平方向となり、スリットノズルの二枚の長尺状板の上端がそれぞれＶ型導流溝の二枚の長尺状板の下端に接続される、急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造を提供する。前記スリットノズルは、スリットノズルの二枚の長尺状板の下端の中心点から両端へ対称的に斜切りしてなる斜切りスリットノズルであり、切断比Ψ（１≧Ψ≧０）がノズルの両端の切断高さとノズルの縦方向の中心での高さとの比である。
【０００５】
一実施形態では、前記スリットノズルは、長さが１０００−２０００ｍｍ、幅が３−１０ｍｍ、高さが２０−４０ｍｍであり、スリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの最短垂直距離は５−６０ｍｍである。
【０００６】
一実施形態では、前記スリットノズルは、長さが１２００−１８００ｍｍ、幅が４−７ｍｍ、高さが２５−３５ｍｍであり、スリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの最短垂直距離は５−３０ｍｍである。
【０００７】
一実施形態では、前記スリットノズルは、長さが１５００ｍｍ、幅が５ｍｍ、高さが３０ｍｍであり、スリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの最短垂直距離は１０ｍｍである。
一実施形態では、Ｈｓ＜１０の場合、１＞Ψ０＞０であり、ただし、Ｈｓはスリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの距離と、スリットノズルの幅との比、Ψ０は臨界切断比であり、Ψ＝Ψ０の場合、急速冷凍装置のスクレーパコンベアにおける冷凍領域の熱交換均一性が最適であり、前記距離はスリットノズルとスクレーパコンベアの間の最短垂直距離である。
【０００８】
一実施形態では、Ｈｓ＜１０の場合、Ψ０とＨｓの関係式はΨ０＝０．００１Ｈｓ４＋０．０３４９  Ｈｓ３−０．４１２７  Ｈｓ２＋１．８６８９  Ｈｓ−１．９６１７である。
【０００９】
一実施形態では、Ｈｓ≧１０の場合、Ψ０＝０であり、ただし、Ｈｓはスリットノズルとその下方にあるスクレーパコンベアとの距離と、スリットノズルの幅との比、Ψはノズルの両端の切断高さとノズルの縦方向の中心での高さとの比、前記距離はスリットノズルとスクレーパコンベアの間の最短垂直距離である。
【考案の効果】
【００１０】
本考案による上記技術案は、冷凍物の降温過程の均一性を効果的に向上させ、従来の構造では食品冷凍加工過程に異なる位置での冷凍物の降温速度に存在する大きな差異を改善し、冷凍物の品質を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案のジェットノズル構造の立体構造模式図である。
【図２】本考案のジェットノズル構造の正面構造模式図である。
【図３】本考案のジェットノズル構造の側面構造模式図である。
【図４】Ｈｓ＝２であるときの、異なる切断比Ψの条件下での、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。
【図５】Ｈｓ＝４であるときの、異なる切断比Ψの条件下での、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。
【図６】Ｈｓ＝６であるときの、異なる切断比Ψの条件下での、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。
【図７】Ｈｓ＝８であるときの、異なる切断比Ψの条件下での、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。
【図８】Ｈｓ＝１０であるときの、異なる切断比Ψの条件下での、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。
【図９】Ｈｓ＝１２であるときの、異なる切断比Ψの条件下で、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。
【図１０】臨界切断比の分布曲線図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、具体的な実施例を例にして、本考案の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１−３に示すように、本考案の急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造は、冷凍物のスクレーパコンベア３の移動方向（図１の矢印に示される方向）に沿って均等に平行配列された複数のＶ型導流溝１とＶ型導流溝１の下端に連通するスリットノズル２とを備える。Ｖ型導流溝１は、対向して傾斜するように設置された二枚の長尺状板を含み、横断面が長方形、短手方向の縦断面が逆台形であり、隣接する２つのＶ型導流溝１の上部が平板により接続される。スリットノズル２は、互いに平行になるように垂直に設置された二枚の長尺状板を含み、スリットノズル２の二枚の長尺状板の上端がそれぞれＶ型導流溝１の二枚の長尺状板の下端に接続される。前記スリットノズルは、スリットノズルの二枚の長尺状板の下端の中心点から両端へ対称的に斜切りしてなる斜切りスリットノズルであり、切断比Ψ（１≧Ψ≧０）がノズルの両端の切断高さとノズルの縦方向の中心での高さとの比である。エバポレータからの低温空気が急速冷凍装置のブロアにより吸い込まれた後に昇圧して流出し、プレナム室を経てジェットノズルに入り、ノズルから噴射されてノズル構造の出口から流出して、エバポレータに入って熱交換を行い、次にブロアにより吸い込まれて次のサイクルに入る。
【００１４】
従来の円形孔付き板型構造に比べて、本考案による上記ジェットノズル構造によれば、スクレーパコンベアの表面におけるジェット衝撃速度を向上させ、さらにコンベア表面のＮｕ数を向上させて、コンベアの上方にある冷凍領域の熱交換を高め、それにより冷凍物の冷凍速度を向上させる。さらに、本考案によるジェットノズル構造は、急速冷凍装置の短手方向での熱交換均一性を大幅に高め、すなわち、スクレーパコンベアの両側と中心位置にある冷凍物の冷凍速度の一致性を向上させて、さらに冷凍物の品質の均一性を向上できる。
【００１５】
熱交換効果とブロアのエネルギー消費量の両方を考慮に入れて、できるだけブロアのエネルギー消費量を大幅に低下させて冷凍領域の熱交換を増大する条件において、スクレーパコンベアの表面の熱交換均一性を向上させるように、好ましくは、スリットノズル２は、長さが１０００−２０００ｍｍ、幅が３−１０ｍｍ、高さが２０−４０ｍｍであり、スリットノズル２とその下方にある冷凍物のスクレーパコンベア３との距離Ｈ（両方の最短垂直距離）が５−６０ｍｍである。
【００１６】
研究した結果、スリットノズルの長さが１２００−１８００ｍｍ、幅が４−７ｍｍ、高さが２５−３５ｍｍ、スリットノズル２とその直下にある冷凍物のスクレーパコンベア３との距離Ｈが５−３０ｍｍであるとき、より優れた効果は得られ得る。ここで、最も好ましくは、スリットノズル２は、長さが１５００ｍｍ、幅が５ｍｍ、高さが３０ｍｍ、スリットノズル２とその直下にある冷凍物のスクレーパコンベア３との距離Ｈが１０ｍｍであり、このとき、スクレーパコンベアの表面のＮｕ数の分布が大きく、スクレーパコンベアの表面の熱交換均一性が良好な条件において、最小のブロアエネルギー消費量を実現できる。
【００１７】
発明人はさらに研究した結果、ノズル２とスクレーパコンベア３の距離Ｈとノズルの幅Ｓとの比Ｈｓ（Ｈｓ＝Ｈ／ｓ）の変化は冷凍物の降温過程の均一性に影響を与えるとともに、Ｈｓ＜１０の場合、スクレーパコンベア３の短手方向である図３の矢印に示される方向（クロスフロー方向でもある）に沿って、スクレーパコンベア３の表面の熱交換強度に顕著な差異があり、Ｈｓ≧１０の場合、スクレーパコンベア３の表面の異なる位置での熱交換強度の均一性に優れるという法則を満たすことを見出した。図３から明らかなように、切断比Ψはノズルの両端の切断高さＴとノズルの縦方向の中心での高さＫとの比であり、ただし、Ψ＝Ｔ／Ｋである。
【００１８】
熱交換強度の均一性、すなわち、冷凍物の降温過程の均一性をさらに改善するために、発明人は、スリットノズル２について異なる切断比Ψと異なるＨｓの条件下で計算したデータに対してデータ処理を行った。図４−９は、Ｈｓが変化するときの、異なる切断比Ψの条件下での、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数変化図である。図４−９から明らかなように、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０でのＮｕ数が等しいことに基づいて、臨界切断比Ψ０を決定する。Ψ＝Ψ０の場合、急速冷凍装置のスクレーパコンベアにおける冷凍領域の熱交換均一性が最も良好である。
【００１９】
切断比Ψ（Ψ＝Ｔ／Ｋ）はノズルの両端の切断高さＴとノズルの縦方向の中心での高さＫとの比であり、Ｎｕ数はヌッセルト数（Ｎｕｓｓｅｌｔ  ｎｕｍｂｅｒ）、Ｘはスクレーパコンベアの短手方向における座標値、正中点の４点はｘ／ｓ＝１５０の位置、スクレーパコンベアの側辺はｘ／ｓ＝０の位置である。図４−９から明らかなように、Ｈｓ＜１０、Ψ＝０の場合、クロスフロー方向においてスクレーパコンベアの表面の熱交換強度に顕著な差異が存在し、すなわち、ｘ／ｓ＝０では、スクレーパコンベアの表面のＮｕ数はｘ／ｓ＝１５０より遥かに大きく、Ｈｓ＜１０の場合、Ψの増加に伴い、クロスフロー方向に沿ってスクレーパコンベアの表面の熱交換強度の差異は段々に低下し、臨界切断比Ψ０を超えると、ｘ／ｓ＝０での帯鋼表面のＮｕ数はｘ／ｓ＝１５０より低くなる。ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０の２点でのＮｕ数が等しいことに基づいて、臨界切断比Ψ０を決定する。従って、Ψ＝Ψ０の場合、スクレーパコンベアの表面の熱交換均一性は最も良好である。臨界切断比Ψ０は、Ｈｓの増加につれて、まず増大して、次に減少する傾向にあり、Ｈｓ≧１０の場合、臨界切断比Ψ０は極めて小さく、Ｈｓ＝１０の場合、臨界切断比Ψ０＝０．０３であり、Ｈｓ＝１２の場合、臨界切断比Ψ０＝０．０２であり、さらに、Ψ＝０、Ｈｓ＝１０の場合、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０の２点でのＮｕ数の絶対差は１．６、差の百分率は１％未満であり、Ψ＝０、Ｈｓ＝１２の場合、ｘ／ｓ＝０とｘ／ｓ＝１５０の２点でのＮｕ数の絶対差は１１．８、差の百分率は７．５％であり、Ψ＝０条件において、Ｎｕ数分布の均一性は実際生産の要件を満たすために、Ｈｓ≧１０の場合、臨界切断比Ψ０＝０とされる。
【００２０】
図１０に示すように、臨界切断比Ψ０の曲線は、Ｈｓの増加につれて、まず増大して、次に減少する傾向にあり、Ｈｓ＝４近傍にある場合、Ψ０はピークになる。Ψ０とＨｓは、Ψ０＝０．００１Ｈｓ４＋０．０３４９  Ｈｓ３−０．４１２７  Ｈｓ２＋１．８６８９  Ｈｓ−１．９６１７の関係を満たす。
【００２１】
以上から分かるように、本考案による急速冷凍装置用斜切りスリットノズル構造では、Ｈｓ値の変化に応じて適切な切断比Ψを選択することにより、冷凍物の降温過程の均一性を効果的に向上させ、従来構造では食品冷凍加工過程に異なる位置での冷凍物の降温速度に存在する大きな差異を改善できる。
【００２２】
上記実施例は本考案の原理及びその効果を例示的に説明するものに過ぎず、本考案を制限するものではない。当業者であれば、本考案の精神及び範囲を逸脱せずに、上記実施例について修飾又は変化を実施できる。従って、当業者が本考案に開示された精神及び技術構想を逸脱せずに想到し得る同等修飾又は変化は、本考案の特許請求の範囲に含まれる。
【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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