JPH0634247A - 螺旋型冷凍機 - Google Patents

螺旋型冷凍機

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JPH0634247A
JPH0634247A JP5136501A JP13650193A JPH0634247A JP H0634247 A JPH0634247 A JP H0634247A JP 5136501 A JP5136501 A JP 5136501A JP 13650193 A JP13650193 A JP 13650193A JP H0634247 A JPH0634247 A JP H0634247A
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ケヴィン．スコット．マッカフィー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍効率が高く、清掃が容易な螺旋型冷凍機
を提供することを目的とする。 【構成】 螺旋コンベヤーを絶縁冷凍室内に設け、該螺
旋コンベヤーは冷凍すべき物質を該絶縁冷凍室の底部入
口から上部出口に移動させるようにする形式の冷凍機で
あって、該冷凍室の底部に冷凍雰囲気源を導入する手
段、及び該冷凍雰囲気を該冷凍室内を導入点から上部に
位置する出口点迄循環させることによって該絶縁冷凍室
が非等温状態で運転されるようにする手段とを備えた螺
旋型冷凍機。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極低温（例えば寒剤温
度）において運転することができる冷凍機に関するもの
であり、具体的には絶縁冷凍室内に螺旋状のコンベヤー
を用いて、冷凍すべき物品を冷凍室の底部入口端から上
部出口まで冷凍雰囲気中を移送するようにした形式の冷
凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、商業的に使用されている螺旋型冷
凍機は限りなく等温冷凍室に近いものになっている。米
国特許第４，８６６，９４６号、第４，７３９，６２３
号、及び第４，６１２，７８０号に開示されている冷凍
機は絶縁されたボックスタイプの冷凍室内部に、所定の
冷凍温度又はその近辺の温度に維持された螺旋型コンベ
ヤーを設けている。そしてこのような冷凍機は、冷凍を
行うために例えば液体窒素、液体炭酸ガス又は機械的に
冷凍された空気等が使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような螺旋型冷凍
機における問題の１つは、絶縁されたボックスタイプの
冷凍室における熱伝達係数が、インライン型トンネル冷
凍機の熱伝達係数に比べて低いことが通常であり、それ
故全般的に効率的な装置とはいえないことである。長さ
は、直接工程の効率に影響を及ぼすことはないが、イン
ライン型トンネル冷凍機の生産率を高めるためには装置
を長くすることができる。
【０００４】従来技術による螺旋型冷凍機では、低効率
であるという問題を避けるために冷凍室の入口又は出口
に循環ファン、邪魔板及び圧力調整室を設けて、絶縁冷
凍室内の冷凍効率を高める工夫がなされている。
【０００５】この従来技術による螺旋型冷凍機の問題の
１つは、従業員が冷凍室とコンベヤーの内部を清掃する
ために、運転停止中に冷凍室内に立ち入ることができる
ように螺旋コンベヤーの設けられた冷凍室、又は絶縁ボ
ックスを内部の螺旋コンベヤーよりも遥かに大きく作成
する必要があり容積効率上無駄があることである。そし
て、このような清掃作業のための冷凍室の大型化は、特
に冷凍機を食品冷凍のために使用する場合には避けられ
ないことであった。
【０００６】一方、冷凍機の小型化、又はサイズ低減の
試みもなされており、日本の冷凍機メーカーのフジテツ
モからそのような冷凍機が市販されている。しかしなが
ら、該冷凍機は冷凍室内部一杯に冷凍装置一式が設けら
れていて、やはり冷凍機内部を清浄に維持する問題につ
いては解決されていない。
【０００７】本発明は、従来技術による螺旋型冷凍機に
おける上記した問題点を解決し、冷凍効率が高く、又清
掃が容易な螺旋型冷凍機を提供することを目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ための本発明は、螺旋コンベヤーを絶縁冷凍室内に設
け、該螺旋コンベヤーは冷凍すべき物質を該絶縁冷凍室
の底部入口から上部出口に移動させるようにする形式の
冷凍機であって、該冷凍室の底部に冷凍雰囲気源を導入
する手段、及び該冷凍雰囲気を該冷凍室内を導入点から
上部に位置する出口点迄循環させることによって該絶縁
冷凍室が非等温状態で運転されるようにする手段を備え
た螺旋型冷凍機である。
【０００９】
【作用】次に本発明の作用を説明をする。
【００１０】本発明において発明者は、従来技術による
螺旋型冷凍機の問題点を解決するための手段として、冷
凍室内部の周りに可能な限り多くの螺旋を設けた内部固
定ケージと効果的かつ効率的な食品冷凍を行い得るため
の非等温状態で運転し得る循環ファンとを設けた冷凍機
を設計した。
【００１１】本発明によるときは、例えば−２５０°Ｆ
（−１５７℃）に冷却された空気が絶縁冷凍室又は絶縁
されたハウジングの底部から導入され、該空気は水平方
向に廻るように強制的に循環して絶縁冷凍室上部から約
−１００°Ｆ（−７３℃）で排出され、この間螺旋コン
ベヤー上の冷凍すべき物品を逐次冷凍するように構成さ
れる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の螺旋型冷凍機の概要を示す
部分断面斜視図である。
【００１３】図２は、図１の螺旋型冷凍機の平面図であ
る。
【００１４】図３は、図１の螺旋型冷凍機の使用時にお
ける温度帯域区分を示した側面図である。
【００１５】図１において１０は、本発明による螺旋型
冷凍機を示す、冷凍機１０は、二重壁の絶縁室を形成し
た外箱又はキャビネット１２を備えており、該キャビネ
ット１２内には、入口１６から出口１８に向けて矢印１
３及び１５に従って物品を移動させる螺旋コンベヤーシ
ステム１４が設けられている。部品はコンベヤー１４に
よって、螺旋通路上を移動する。
【００１６】キャビネット１２は、コンベヤー装置１４
を最小の間隙で納まるように作成するために、機械設備
を配置する必要のない壁部分では、３つの角型の壁２
０、２２及び２４が形成されている。他の３つの壁２
６、２８及び３０はキャビネットの垂直な３つの壁を構
成している。壁２６、２８及び３０の何れか１つのコー
ナーにファン３６及び３８とファン覆い４０及び４２を
有する循環ファン装置を、その駆動装置３２及び３４と
ともにキャビネット１２を介して取り付ける。
【００１７】他のコーナーにはコンベヤー装置１４の持
ち上げ運転機構と後述の冷矢印に従って冷凍雰囲気を導
入するための導入管４４を備えられる。キャビネット１
２には、図２に示すようにキャビネットの壁に複数個の
大きな扉４６、４８、５０、５２、５６及び５８が備え
られており、キャビネット全域の清掃を容易に行ない得
るようになっている。即ち、作業員は扉を開いて容易に
冷凍機１０内部の清掃を行うことができる。
【００１８】又特に留意すべき点としては、扉４６に
は、支柱６１及び６４によって固定された循環用邪魔板
６０を備えていることである。邪魔板６０は、固定邪魔
板６５及び６７とともに後述する循環ガス（冷凍雰囲
気）の流れを方向付けるレバーの作用をする。
【００１９】コンベヤー装置１４には、従来の形式のも
のを使用して差し支えないが、冷凍雰囲気流に一層の効
果を与えるために、螺旋の内部部分に固定ケージ６２を
備える。螺旋コンベヤーは既知の螺旋型冷凍機における
場合と同様の運転機構で運転が行われる。上述した大口
径導管形式を採ることができる冷凍雰囲気導入管４４に
よって、チャンバー１２の底部６４に導入された冷凍雰
囲気は導管内を矢印方向に導かれる。ファン３６及び３
８は該冷凍雰囲気を矢印６８に示す方向に循環し、矢印
７２で示されるように、排出管７０を経てチャンバー１
２から暖められたガスとして排出される。
【００２０】図３には、チャンバー１２の循環ファン３
６及び３８、冷凍雰囲気導入管４４及び排出管７０が示
されている。ここで重要なことは、図３において、チャ
ンバー１２の底部への冷凍雰囲気又は冷凍空気を、底部
から上部にかけて３つの明確な冷凍帯域で示しているこ
とである。即ち導管４４を通して−２５０°Ｆ（−１５
７℃）の空気を導入した場合に、図３の括弧で示した最
も温度の低い底部の帯域１では、−２５０°Ｆ（−１５
７℃）から−２１８°Ｆ（−１３９℃）の間の温度勾配
になっている。そして帯域１に連なる上層の帯域２にお
いては、冷凍雰囲気は−１７０°Ｆ（−１１２℃）から
１４６°Ｆ（−９９℃）の間の温度勾配になり、更に上
層の帯域３においては、−１１８°Ｆ（−８３℃）から
−１００°Ｆ（−７３℃）の間の温度勾配となる。つま
り本発明の冷凍機は非等温状態での運転が行われている
ことが判る。
【００２１】螺旋型コンベヤー装置１４とチャンバー１
２の形状と−２５０°Ｆ（−１５７℃）に冷凍した冷凍
空気の使用との組み合わせによって、高度の対流熱伝導
が得られるので、従来のこの種の螺旋型冷凍機において
は得られない大きな冷凍容量（例えば３倍乃至４倍）を
達成することができる。
【００２２】更に、本発明によれば、この種の冷凍機に
おいて最高の空間／高率を得ることができる。又本発明
の冷凍機は上記以外の冷凍雰囲気源、例えば液体窒素又
は液体炭酸ガスを使用して所要の冷凍雰囲気を得ること
もできる。
【００２３】本発明の冷凍機は、図に示されるようにコ
ンベヤー通路の周りに、最小の空隙となるように設計さ
れた絶縁されたチャンバー１２を形成して完成されてい
る。理想的には、コンベヤー装置１４は、循環ファン３
６及び３８とコンベヤー運転機構の占める余地だけをシ
リンダー状のチャンバー１２内部に設ければよい。図に
見られるように、冷凍機の２つの直角のコーナーには、
冷凍雰囲気を導入するための導入管とコンベヤーの持ち
上げ機構とを備えている。固定された内部ケージ６２
と、絶縁チャンバー１２が密接して配置された壁と、フ
ァン３６及び３８とを使用して、チャンバー１２の中に
循環冷凍雰囲気を流す最小限の場所が設けられている。
チャンバー１２内のケージと内部壁との間に形成される
環状空間は極めて小さいので、効率的な強制対流熱伝導
を得るために必要な流速の冷凍雰囲気ガス流を得るため
の循環ガス量を少量にすることができる。
【００２４】本発明における一具体例によれば、熱伝導
係数として、８．３ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ２−°Ｆ（４
７．１Ｗ／ｍ２ｋ）を達成するためのガス流速は、９０
０フィート／分（４．５リッター／秒）である。このよ
うに循環ガス量を小さくすることによってファン馬力も
低くすることができ、冷凍機エネルギーの無駄を省くこ
とができる。又更に本発明によるときは、絶縁を通して
熱損失を低く抑えることができるなどその利点は多い。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の螺旋型冷凍
機は、使用冷凍雰囲気が少量で、しかも最大限の冷凍効
率を得ることができ、しかも内部清掃が容易に行い得る
などの優れた特性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の螺旋型冷凍機の概要を示す部分断面斜
視図である。
【図２】図１の螺旋型冷凍機の平面図である。
【図３】図１の螺旋型冷凍機の使用時における温度帯域
区分を示した側面図である。
【符号の説明】
１０ 螺旋型冷凍機 １２ キャビネット １４ 螺旋コンベヤー装置 １６ 入口 １８ 出口 ２０ キャビネット壁 ２２ キャビネット壁 ２４ キャビネット壁 ２６ キャビネット壁 ２８ キャビネット壁 ３０ キャビネット壁 ３６ ファン装置 ３８ ファン装置 ４４ 冷凍雰囲気導入管 ４６ 扉 ４８ 扉 ５０ 扉 ５２ 扉 ５４ 扉 ５６ 扉 ５８ 扉 ６２ 内部ケージ ７０ 冷凍雰囲気排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード．フランシス．キチェック アメリカ合衆国．07853．ニュージャージ ー州．ロング．ヴァレイ．ケンブリッジ. ドライヴ．５ (72)発明者 ディヴィッド．ジーン．リー アメリカ合衆国．18049．ペンシルバニア 州．エマウス．ドナルド．ドライヴ．982 (72)発明者 ケヴィン．スコット．マッカフィー アメリカ合衆国．18011．ペンシルバニア 州．アルバーティス．ピーオーボックス 131．チェストナット．ストリート．332 (72)発明者 ロジャー．アレン．ホーウェルズ アメリカ合衆国．18069．ペンシルバニア 州．オレフィールド．チャップマンズ．ロ ード．5123

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 螺旋コンベヤーを絶縁冷凍室内に設け、
    該螺旋コンベヤーは冷凍すべき物質を該絶縁冷凍室の底
    部入口から上部出口に移動させるようにする形式の冷凍
    機であって、該冷凍室の底部に冷凍雰囲気源を導入する
    手段、及び該冷凍雰囲気を該冷凍室内を導入点から上部
    に位置する出口点迄循環させることによって該絶縁冷凍
    室が非等温状態で運転されるようにする手段を備えた螺
    旋型冷凍機。
  2. 【請求項２】 冷凍雰囲気源が−２５０°Ｆ（−１７３
    ℃）に冷却されたガスである請求項１記載の螺旋型冷凍
    機。
  3. 【請求項３】 冷凍雰囲気源が該絶縁冷凍室内に噴霧さ
    れた液体寒剤又は固体寒剤である請求項１記載の螺旋型
    冷凍機。
  4. 【請求項４】 該冷凍雰囲気の循環手段は少なくとも２
    個の循環ファンを該螺旋コンベヤーの旋回軸にほぼ垂直
    に配設し該絶縁冷凍室の周囲に向けて冷凍雰囲気が循環
    するようにした請求項１記載の螺旋型冷凍機。
  5. 【請求項５】 該冷凍雰囲気の循環手段はコンベヤーの
    周りの冷凍雰囲気循環方向に対して相互に鋭角に配設さ
    れた複数個の壁面を持つ絶縁冷凍室を含むものである請
    求項４記載の螺旋型冷凍機。
  6. 【請求項６】 該絶縁冷凍室は概略シリンダー状である
    請求項４記載の螺旋型冷凍機。
  7. 【請求項７】 該絶縁冷凍室は、該螺旋状コンベヤーの
    旋回軸の周りに冷凍雰囲気流を生ずるように形成されて
    いる請求項１記載の螺旋型冷凍機。
  8. 【請求項８】 該絶縁冷凍室は、概略シリンダー形状で
    ある請求項１記載の螺旋型冷凍機。
  9. 【請求項９】 螺旋型冷凍機の操業方法であって、コン
    ベヤー下方の冷凍機底部に約−２５０°Ｆ（−１５７
    ℃）の低温空気を導入すること、該低温空気を該螺旋状
    コンベヤーの周りを循環させて該冷凍室内の物質又はコ
    ンベヤーと熱交換させること、及び該空気を−１００°
    Ｆ（−７３℃）で該冷凍機から排出することを特徴とす
    る螺旋型冷凍機の運転方法。
  10. 【請求項１０】 低温空気は該冷凍機の底部から上部に
    かけて連続的に少なくとも３つの冷凍帯域が構成される
    ようにして循環させる請求項９記載の螺旋型冷凍機の運
    転方法。
  11. 【請求項１１】 該冷凍帯域のうちの、冷凍機底部の第
    １冷凍帯域の温度は−２５０°Ｆ（−１５７℃）から−
    ２００°Ｆ（−１２８℃）までの範囲であり、該第１冷
    凍帯域の直上の第２冷凍帯域の温度範囲は−１７０°Ｆ
    （−１１２℃）から−１４０°Ｆ（−９６℃）までの範
    囲であり、第２冷凍帯域の直上の第３冷凍帯域の温度は
    −１２０°Ｆ（−８４℃）から１００°Ｆ（−７３℃）
    の範囲である請求項１０記載の螺旋型冷凍機の運転方
    法。
  12. 【請求項１２】 該冷凍機は、冷凍すべき物質を該冷凍
    機の底部の入口から上部の出口まで螺旋状コンベヤーに
    より行う請求項１１記載の螺旋型冷凍機の運転方法。
JP5136501A 1992-05-20 1993-05-14 螺旋型冷凍機 Expired - Lifetime JPH0820158B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/886,544 US5343714A (en) 1992-05-20 1992-05-20 Spiral freezer
US07/886544 1992-05-20

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Publication Number Publication Date
JPH0634247A true JPH0634247A (ja) 1994-02-08
JPH0820158B2 JPH0820158B2 (ja) 1996-03-04

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ID=25389229

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JP5136501A Expired - Lifetime JPH0820158B2 (ja) 1992-05-20 1993-05-14 螺旋型冷凍機

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EP (1) EP0570833A1 (ja)
JP (1) JPH0820158B2 (ja)
KR (1) KR970002645B1 (ja)
BR (1) BR9301901A (ja)
CA (1) CA2096210A1 (ja)
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