(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入口と搬出口を両端に有する断熱トンネルと、この断熱トンネル内に前記搬入口から搬出口に伸びて、被凍結物を前記搬入口から搬出口に向けて搬送するコンベアと、前記断熱トンネル内に低温液化ガスを供給する低温液化ガス供給部と、前記断熱トンネルの前記低温液化ガス供給部よりも搬入口側に配されて、気化した低温液化ガスを断熱トンネルから排出する排気ダクトを備え、
前記コンベアの搬入口側の始端部が、排気ダクトの位置よりも搬出口側に位置していることを特徴とする食品凍結装置。
【請求項２】
前記排気ダクトの開口部の搬出口側の端部の位置から前記コンベアの始端部までの距離が０〜２０ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の食品凍結装置。
【請求項３】
前記コンベアの搬出口側の終端部が搬出口よりも搬入口側に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の食品凍結装置。
【請求項４】
前記コンベアの始端部の前方に搬入コンベアを配置し、この搬入コンベアの前方部分が断熱トンネル外に存在し、搬入コンベアに積載した被凍結物をコンベアに載り移すようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の食品凍結装置。
【請求項５】
前記コンベアの終端部の後方に搬出コンベアを配置し、この搬出コンベアの後方部分が断熱トンネル外に存在し、コンベアに積載した被凍結物を搬出コンベアに載り移すようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の食品凍結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍食品を製造するための食品凍結装置に関し、冷熱源として使用する液化窒素などの低温液化ガスの利用効率を高めるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の食品凍結装置を示すものである。この食品凍結装置５０は、断熱トンネル１とコンベア２と低温液化ガス供給部３と排気部４とから概略構成されている。
断熱トンネル１は、その両端に搬入口５と搬出口６を有するトンネル状のものであって、その内壁面は断熱材が設けられている。断熱トンネル１内の上面にはその長手方向に沿って複数の撹拌ファン７、７・・が取り付けられており、内部の気化ガスを撹拌できるように構成されている。
【０００３】
また、断熱トンネル１内には、搬入口５から搬出口６に向けて伸びるベルトコンベアなどのコンベア２が設けられ、このコンベア２は、断熱トンネル１内で被凍結物Ａを連続的に搬入口５から搬出口６に向けて搬送するためのものである。
断熱トンネル１の長手方向の中間よりも搬出口側の位置には、スプレーヘッダー９が取り付けられている。このスプレーヘッダー９は、図示しない低温液化ガス供給源からの液化窒素、液化二酸化炭素などの低温液化ガスを断熱トンネル１内に噴霧するものである。
【０００４】
スプレーヘッダー９よりもやや搬入口５側の位置には、温度センサー１０が取り付けられており、断熱トンネル１内の温度を検出し、この温度信号を制御装置８に送るようになっている。制御装置８は、温度信号に基づいて開閉弁１１の開度を制御してスプレーヘッダー９からの低温液化ガスの噴霧量を制御するようになっている。温度センサー１０、スプレーヘッダー９、制御装置８、開閉弁１１および低温液化ガス供給源とで、低温液化ガス供給部３が構成されている。
【０００５】
さらに、断熱トンネル１の搬入口５の側部には、角筒状または円筒状の排気ダクト１２が設けられている。この排気ダクト１２は、断熱トンネル１内で気化した低温液化ガスを搬入口５側に誘導して流し、かつここから外部に排出するためのもので、排気ファン１３の吸入側に接続されている。排気ダクト１２と排気ファン１３とで排気部４が構成されている。
【０００６】
また、コンベア２の搬入口側の始端部２Ａは、断熱トンネル１の外部に位置しており、この外側の部分において被凍結物Ａのコンベア２への積載を行うようになっている。
コンベア２の搬出口側の終端部２Ｂは、断熱トンネル１の搬出口６近傍に位置して、凍結状態の被凍結物の取り出しができるように構成されている。
【０００７】
ここで、コンベア２の始端部２Ａおよび終端部２Ｂとは、コンベアの両端に設けられ、コンベアベルトを掛けてその走行方向を反転させる回転プーリ２１とこの回転プーリ２１に掛けられたコンベアベルト２２とで構成された部分を指し、正確には回転プーリ２１の外周に掛けられたコンベアベルト２２の最も外側に位置する部分を言う。コンベアベルト２２には、小さな孔が多数形成されたメッシュベルトが主に用いられ、気化ガスがこれらの小孔を通過し、気化ガスの冷熱がより効果的にコンベアベルト２２に伝えられるようになっている。
【０００８】
このような食品凍結装置においては、低温液化ガスの使用量を低減するための様々な工夫がなされている。例えば、特開平９−１５４５５３号公報では、気化した低温液化ガスを断熱トンネル内の長手方向に蛇行させて流し、気化ガスと被凍結物との接触時間を長くして気化ガスの冷熱を有効に利用するようになっている。
【０００９】
また、特開平９−２９９０７２号公報には、断熱トンネル内をその長手方向に複数の仕切板で区分けして複数のブロックに区画し、各ブロック内で気化ガスが上下方向に循環するようにし、気化ガスと被凍結物との接触を促進するように構成された食品凍結装置が開示されている。
【００１０】
ところで、上述の従来の食品凍結装置では、コンベア２の始端部２Ａが断熱トンネル１の外部に位置しているので、その始端部２Ａが外気に触れて加熱され、コンベア２の走行にしたがって加熱されたコンベア２が断熱トンネル１内に再度入ることになって、断熱トンネル１内の気化ガスの冷熱の一部が加熱されたコンベア２の冷却に消費される。
このため、低温液化ガスの冷熱が、被凍結物の冷却に有効に利用されず、低温液化ガスの使用量が多くなる問題があった。
【特許文献１】特開平９−１５４５５３号公報
【特許文献２】特開平９−２９９０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
よって、本発明における課題は、コンベアに由来する低温液化ガスの冷熱の無駄な損失を抑え、低温液化ガスの使用量を削減して、ランニングコストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため、    
請求項１にかかる発明は、搬入口と搬出口を両端に有する断熱トンネルと、この断熱トンネル内に前記搬入口から搬出口に伸びて、被凍結物を前記搬入口から搬出口に向けて搬送するコンベアと、前記断熱トンネル内に低温液化ガスを供給する低温液化ガス供給部と、前記断熱トンネルの前記低温液化ガス供給部よりも搬入口側に配されて、気化した低温液化ガスを断熱トンネルから排出する排気ダクトを備え、
前記コンベアの搬入口側の始端部が、排気ダクトの位置よりも搬出口側に位置していることを特徴とする食品凍結装置である。
【００１３】
請求項２にかかる発明は、前記排気ダクトの開口部の搬出口側の端部の位置から前記コンベアの始端部までの距離が０〜２０ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の食品凍結装置である。
請求項３にかかる発明は、前記コンベアの搬出口側の終端部が搬出口よりも搬入口側に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の食品凍結装置である。
【００１４】
請求項４にかかる発明は、前記コンベアの始端部の前方に搬入コンベアを配置し、この搬入コンベアの前方部分が断熱トンネル外に存在し、搬入コンベアに積載した被凍結物をコンベアに載り移すようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の食品凍結装置である。
請求項５にかかる発明は、前記コンベアの終端部の後方に搬出コンベアを配置し、この搬出コンベアの後方部分が断熱トンネル外に存在し、コンベアに積載した被凍結物を搬出コンベアに載り移すようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の食品凍結装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンベアの始端部あるいは始端部と終端部とが断熱トンネルの内部に位置し、外気と直接触れることがなくなるので、コンベアが外気で加熱されることがなくなる。
また、断熱トンネル内のコンベア表面の温度分布を測定したところ、排気ダクトの開口部に相当する位置から搬入口に向けてコンベアの表面温度が急激に上昇することが判明した。このため、コンベアの始端部を排気ダクトの位置よりも搬出口側に位置させることで、さらにコンベアの温度上昇を抑えることができる。
このようにして、コンベアの温度がその全長にわたって常に低温に維持されるので、コンベアを冷却するための冷熱が少なくて済み、低温液化ガスの使用量を削減できる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、搬入コンベアからコンベアに被凍結物を乗り移す時点では、被凍結物が既に半凍結状態となっているので、コンベアベルト表面が被凍結物で汚れることがなく、コンベアの被凍結物による汚染を防ぐことができる。
搬入コンベアには、被凍結物による汚れが付着することがあるが、この汚れはコンベアへの乗り移りの際に落とすことができ、必要に応じて搬入コンベアを取り出して洗浄することができる。
【００１７】
さらに、コンベアの始端部が断熱トンネル内部にあるので、外気に起因する霜がコンベアベルトやスプロケットに付着することがなくなる。コンベアベルトにメッシュベルトを用いた場合には、メッシュベルトの孔が霜で塞がれて気化ガスの流通が阻害される。また、コンベアベルトと被凍結物との間の伝熱が阻害される。これらの要因により、冷却効率が低下する。
また、スプロケットに霜が付着するとスプロケットが空転してコンベアベルトが空転してコンベアベルトを駆動できなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の食品凍結装置の一例を示すもので、図３に示した食品凍結装置と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１に示した食品凍結装置においては、コンベア２の始端部２Ａが断熱トンネル１内に位置し、かつ排気ダクト１２の搬出口側の端部よりも搬出口側に位置し、しかも排気ダクト１２の開口部１２Ａの搬出口側の端部からコンベア２の始端部２Ａまでの距離Ｄが０〜２０ｃｍとなっている。
【００１９】
また、コンベア２の始端部２Ａの前方には搬入コンベア３１が、終端部２Ｂの後方には搬出コンベア３２がそれぞれ新たに設けられている。
搬入コンベア３１は、コンベア２の始端部２Ａが断熱トンネル１の内部にあるため、被凍結物Ａを外部から持ち込んでコンベア２に移し替えるものである。
搬出コンベア３２も、コンベア２の終端部２Ｂが断熱トンネル１の内部にあるため、凍結後の被凍結物Ａをコンベア２から外部に持ち出すものである。
【００２０】
コンベア２の始端部２Ａと搬入コンベア３１の終端部との間隔およびコンベア２の終端部２Ｂと搬出コンベア３２の始端部との間隔は通常１０ｍｍ未満とされる。搬入コンベア３１および搬出コンベア３２は、ともにキャスターなどのより移動可能となっており、洗浄などの作業のために必要に応じて、断熱トンネル１の外側に引き出すことができるように構成されている。
【００２１】
図２は、図３に示した従来の食品凍結装置（以下、従来装置と言うことがある）と図１に示した本発明の食品凍結装置（以下、本発明装置と言うことがある）におけるコンベア表面温度の長手方向に沿う温度分布の一例を示すもので、断熱トンネル１の搬入口側５の近傍部分の分布である。
【００２２】
図２において、排気ダクト１２の構造および取付位置は、従来装置および本発明装置で同一となっており、排気ダクト１２の開口部の断熱トンネル１の長手方向に沿う方向の長さは２５ｃｍとなっており、断熱トンネル１の前端部の直上の位置に取り付けられている。
【００２３】
従来装置では、図２中破線で描いたように、コンベア２の始端部２Ａが断熱トンネル１の搬入口５から外側に４５ｃｍ突出した位置にある。一方、本発明装置では、実線で描いたように、排気ダクト１２の搬出口側の端部よりも搬出口側に位置し、しかも排気ダクト１２の開口部１２Ａの搬出口側の端部からコンベア２の始端部２Ａまでの距離Ｄが１０ｃｍとなっている。
【００２４】
図２に示した温度分布は従来装置のコンベア表面温度分布を示している。この温度分布を見ると、排気ダクト１２の開口部の内端付近から前方にかけて温度が急激に上昇していることがわかる。これは、排気ダクト１２での気体の吸引により搬入口５から外気が流入するからである。また、コンベア２の始端部２Ａではほぼ常温にまで上昇している。
【００２５】
これに対して、本発明装置では、排気ダクト１２の開口部の内端からさらに１０ｃｍ内方にコンベア２の始端部２Ａが位置している。この位置の温度は、約−３０℃となっている。
このような温度分布から、この例での本発明装置では、排気ダクト１２の開口部１２Ａの搬出口側の端部からコンベア２の始端部２Ａまでの距離Ｄを１０ｃｍとしているのである。
【００２６】
距離Ｄは、食品凍結装置全体の仕様、寸法などによって当然変化するが、通常０〜２０ｃｍとすれば、コンベア２の始端部２Ａの表面温度を十分な低温、例えば−２０℃以下とすることができる。
距離Ｄが０ｃｍ未満では、始端部２Ａでの表面温度が高くなって、コンベア２によって断熱トンネル１内に持ち込まれる熱を少なくすることができない。また、距離Ｄが２０ｃｍを越えると、始端部２Ａの表面温度を低温とすることができるものの搬入コンベア３１が断熱トンネル１内方に深く入り込むことになって、搬入コンベア３１が外部に持ち出す冷熱量が増加して不都合となる。
【００２７】
断熱トンネル１の搬出口６からも若干の外気の流入があるが、搬入口５とは違い搬出口６付近には排気ダクトがないので、外気の流入量は少ない。このため、コンベア２の終端部２Ｂを搬出口６よりもやや内方に位置させればよく、これによりコンベア２の外気との接触による温度上昇を抑えることができる。
【００２８】
以下、具体例を示す。
図１に示した本発明の食品凍結装置を用いた。この装置では、断熱トンネルの長さ６ｍ、コンベア幅６０ｃｍで、距離Ｄを１０ｃｍとした。この装置において、重量約２７ｇの塊状の海産物を初温（搬入コンベアに載せたときの温度）１５℃からコンベアの終端部での温度が−１５℃となるまで冷却して冷凍食品とした。処理量は１２５ｋｇ／時間とした。低温液化ガスとしての液化窒素の消費量は１６０ｋｇ／時間であった。
【００２９】
これに対し、図３に示した従来の食品凍結装置では、同様の冷凍条件で、液化窒素の消費量は１８０ｋｇ／時間であった。したがって、本発明装置を用いることにより、１７％の液化窒素の節約が可能であった。なお、従来の食品凍結装置では、コンベアの始端部が断熱トンネルから外側に４５ｃｍ出ているものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の食品凍結装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明と従来の食品凍結装置の要部と温度分布を示した図面である。
【図３】従来の食品凍結装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・断熱トンネル、２・・コンベア、３・・低温液化ガス供給部、４・・排気部、５・・搬入口、６・・搬出口、１２・・排気ダクト、３１・・搬入コンベア、３２・・搬出コンベア、Ａ・・被凍結物、Ｄ・・距離
【図１】
0004960925.tif 000002
【図２】
0004960925.tif 000003
【図３】
0004960925.tif 000004