特許 6818221 冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6818221

(24)【登録日】2021年1月5日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F25D 13/06 20060101AFI20210107BHJP

【ＦＩ】

   F25D13/06

【請求項の数】16

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-245399(P2017-245399)

(22)【出願日】2017年12月21日

(65)【公開番号】特開2019-113224(P2019-113224A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2019年12月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】504192678

【氏名又は名称】古賀産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】特許業務法人池内アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】田邊 憲太郎

(72)【発明者】

【氏名】古賀 靖

【審査官】 笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０７−０４２４７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０５５５１２５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１９６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｄ １１／００ 〜 １６／００

Ｆ２５Ｄ ２５／０４

Ｆ２５Ｄ ２７／００ 〜 ３１／００

Ａ２３Ｌ ３／３６ 〜 ３／３７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被冷却物が搬入される搬入口、及び、前記被冷却物が搬出される搬出口を備えた断熱箱体と、
前記断熱箱体内において前記被冷却物を前記搬入口から前記搬出口へ搬送する、通気性を有するコンベヤと、
前記コンベヤの上方に配置された冷却ユニットと、
前記コンベヤの下方に配置された撹拌ファンとを備えた冷却装置であって、
前記冷却ユニットは、冷却器と冷却ファンとを有し、
前記冷却器と前記冷却ファンとは、前記コンベヤの走行方向に平行な方向に対向して配置され、
前記冷却ファンは、前記冷却器と前記冷却ファンとの間の冷気を前記冷却器とは反対側に向かって送り出し、
前記撹拌ファンは、前記冷却ファンが前記冷気を送り出す前方空間に対して、前記コンベヤを挟んで対向する位置に設けられており、
前記撹拌ファンは、前記コンベヤに向かって空気を送り出すことを特徴とする冷却装置。

【請求項2】

前記冷却器の前記コンベヤに対向する面を覆う遮蔽板を更に備え、
前記撹拌ファンは、前記冷却器に対して前記コンベヤを挟んで対向する位置に設けられている請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記撹拌ファンにはベルマウスが設けられていない請求項１又は２に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記コンベヤの下方には、冷却器は設けられていない請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項5】

複数の前記冷却ユニットが前記コンベヤの走行方向に沿って隣り合って配置されており、
隣り合う２つの冷却ユニットのうちの一方の冷却ユニットの前記冷却ファンと、隣り合う前記２つの冷却ユニットのうちの他方の冷却ユニットの前記冷却ファンとが対向する請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項6】

複数の前記冷却ユニットが前記コンベヤの走行方向に沿って隣り合って配置されており、
隣り合う２つの冷却ユニットのうちの一方の冷却ユニットの前記冷却ファンと、隣り合う前記２つの冷却ユニットのうちの他方の冷却ユニットの前記冷却器とが対向していない請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項7】

前記断熱箱体は、隔壁を介して隔てられた第１室、第２室、第３室を前記搬入口から前記搬出口に向かってこの順に備え、
前記第１室及び前記第３室のそれぞれに、前記冷却ユニット及び前記撹拌ファンが設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項8】

前記第２室には、前記冷却ユニット及び前記撹拌ファンが設けられていない請求項７に記載の冷却装置。

【請求項9】

前記第１室は、前記第３室よりも低温である請求項７又は８に記載の冷却装置。

【請求項10】

前記第２室は、前記第１室及び前記第３室よりも高温である請求項７〜９のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項11】

前記第１室は、前記第３室より、前記コンベヤの走行方向に沿った寸法が長い請求項７〜１０のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項12】

前記断熱箱体は、前記被冷却物を冷却する冷却ゾーンと前記搬入口との間に、前記冷却ゾーンに対して隔壁を介して隔てられた入口側緩衝室を更に備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項13】

前記入口側緩衝室と前記冷却ゾーンとを隔てる隔壁に開口が設けられ、前記開口に送気ファンが設けられている請求項１２に記載の冷却装置。

【請求項14】

前記断熱箱体は、前記被冷却物を冷却する冷却ゾーンと前記搬出口との間に、前記冷却ゾーンに対して隔壁を介して隔てられた出口側緩衝室を更に備える請求項１〜１３のいずれか一項に記載の冷却装置。

【請求項15】

前記出口側緩衝室と前記冷却ゾーンとを隔てる隔壁に開口が設けられ、前記開口に送気ファンが設けられている請求項１４に記載の冷却装置。

【請求項16】

前記被冷却物は食品であり、
前記冷却装置は、前記食品を凍結させることなく１０℃以下に冷却する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品等の被冷却物を冷却するための冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

食品等の大量の被冷却物を順次冷却するために冷却装置が用いられる。一般に、この冷却装置は、断熱箱体の一方に被冷却物を搬入するための搬入口を備え、他方に冷却された被冷却物を搬出するための搬出口を備える。搬入口と搬出口とはコンベヤでつながれている。被冷却物は、搬入口でコンベヤに載せられ、断熱箱体内を搬送され、搬出口で取り出される。被冷却物は、断熱箱体内の内部空間を通過する間に冷却される。

【0003】

このような冷却装置は、一般に、断熱箱体内に、冷媒が移動する冷却コイルの外周面に冷却フィンを取り付けた冷却器と、冷気をコンベヤ上の被冷却物に向かって送り出すファンとを備えている。

【0004】

特許文献１には、コンベヤの走行方向に対して垂直な断面内に、冷却器とファンとを設置した冷却装置が記載されている。ファンから送り出された空気は、コンベヤを下から上へ通り抜け、冷却器を通ってファンに戻るという空気の循環路が当該断面に沿って形成される。このように、空気を、ファン、コンベヤ（被冷却物）、冷却器、ファンの順に循環させる冷却方式は、強制循環方式と呼ばれる。コンベヤ上の被冷却物（例えば、水産物、農産物、加工食品など）を冷却した後の環流空気は、被冷却物から発生した多量の水蒸気を含む。強制循環方式では、この環流空気が冷却器を通過して冷却されるので、冷却器が着霜する。冷却器の着霜は、冷却効率の低下や、除霜による稼働率の低下を招く。

【0005】

そこで、コンベヤに対して、上方又は側方に対向するように冷却器を配置し、コンベヤと冷却器との間にファンを配置した冷却装置が記載されている（特許文献２の図９，１０、特許文献３の図１４〜図１８）。ファンは、ファンと冷却器との間の冷気をコンベヤ（被冷却物）に向かって送り出す。被冷却物を冷却した後の水蒸気を含む環流空気は、ファンの半径方向の外側を通って、ファンと冷却器との間の空間に戻る。この冷却方式は、被冷却物からの環流空気の大半が冷却器を通過（貫流）しないことから「非貫流方式」と呼ばれる。非貫流方式では、冷却器を通過する環流空気が少ない（または、ほとんどない）ので、冷却器の着霜が飛躍的に低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−２１２５９２号公報

【特許文献2】国際公開第９９／４７８７１号

【特許文献3】特開２００５−１２７６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記の従来の非貫流方式の冷却装置では、ファンは、冷却器近傍の冷気を被冷却物に向かって送り出す。冷気が被冷却物に直接吹き付けられるので、被冷却物の外表面及びその近傍は急速に冷却されるのに、被冷却物の内部はほとんど冷却されないという、冷却過程での被冷却物内の温度ムラ（即ち、冷却速度の不均一）が生じることがある。例えば調理直後の高温（例えば８０〜９０℃）の加工食品を冷蔵温度（例えば５〜１０℃）にまで急速冷却しようとすると、加工食品の外表面が過剰に冷却されて凍結してしまうという課題がある。また、コンベヤの幅方向に沿って配置された複数の被冷却物のうち、ファンの近くを通過する被冷却物と遠くを通過する被冷却物との間での温度ムラが生じやすいという課題もある。

【0008】

本発明は、冷却器の着霜が少なく、且つ、被冷却物を、温度ムラを抑えながら急速冷却することが可能な冷却装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の冷却装置は、被冷却物が搬入される搬入口、及び、前記被冷却物が搬出される搬出口を備えた断熱箱体と、前記断熱箱体内において前記被冷却物を前記搬入口から前記搬出口へ搬送する、通気性を有するコンベヤと、前記コンベヤの上方に配置された冷却ユニットと、前記コンベヤの下方に配置された撹拌ファンとを備える。前記冷却ユニットは、冷却器と冷却ファンとを有する。前記冷却器と前記冷却ファンとは、前記コンベヤの走行方向に平行な方向に対向して配置されている。前記冷却ファンは、前記冷却器と前記冷却ファンとの間の冷気を前記冷却器とは反対側に向かって送り出す。前記撹拌ファンは、前記冷却ファンが前記冷気を送り出す前方空間に対して、前記コンベヤを挟んで対向する位置に設けられている。前記撹拌ファンは、前記コンベヤに向かって空気を送り出す。

【発明の効果】

【0010】

本発明の冷却装置は、非貫流方式の冷却ユニットを備えるので、冷却器の着霜を低減することができる。

【0011】

コンベヤの上方に配置された冷却ファンは、コンベヤの走行方向と略平行な方向に空気を送り出す。コンベアの下方に配置された撹拌ファンは、通気性を有するコンベヤに向かって空気を送り出す。このため、断熱箱体内に、これらの空気の流れが混じり合った複雑な撹拌流が形成される。コンベヤ上の被冷却物は、この撹拌流内を通過する。従って、被冷却物内での温度ムラ、及び、被冷却物間での温度ムラを抑えながら被冷却物を急速冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】図１Ａは、本発明の一実施形態にかかる冷却装置の平面図である。

【図1B】図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線を含む上下方向面に沿った本発明の一実施形態にかかる冷却装置の矢視断面図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態にかかる冷却装置において、冷却ユニット近傍の空気の流れを示した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

上記の本発明の冷却装置において、前記撹拌ファンは、前記冷却ファンが前記冷気を送り出す前方空間に対して、前記コンベヤを挟んで対向する位置に設けられていてもよい。かかる態様によれば、冷却ファンから送り出された空気と、撹拌ファンから送り出された空気とが衝突し、複雑な撹拌流が形成される。これは、被冷却物を、温度ムラを抑えながら急速冷却するのに有利である。

【0014】

本発明の冷却装置は、前記冷却器の前記コンベヤに対向する面を覆う遮蔽板を更に備えていてもよい。前記撹拌ファンは、前記冷却器に対して前記コンベヤを挟んで対向する位置に設けられていてもよい。かかる態様は、冷却器への着霜を防止しながら、被冷却物を急速冷却するのに有利である。

【0015】

前記撹拌ファンにはベルマウスが設けられていないことが好ましい。かかる態様によれば、コンベヤ上の被冷却物に、乱流を衝突させることができる。これは、被冷却物を、温度ムラを抑えながら急速冷却するのに有利である。

【0016】

前記コンベヤの下方には、冷却器は設けられていないことが好ましい。かかる態様によれば、撹拌ファンがコンベヤ上の被冷却物に冷気を吹き付けるのを回避できる。これは、冷却過程での被冷却物内の温度ムラを低減するのに有利である。

【0017】

複数の前記冷却ユニットが前記コンベヤの走行方向に沿って隣り合って配置されていてもよい。この場合、隣り合う２つの冷却ユニットのうちの一方の冷却ユニットの前記冷却ファンと、隣り合う前記２つの冷却ユニットのうちの他方の冷却ユニットの前記冷却ファンとが対向していることが好ましい。かかる態様によれば、対向する冷却ファンからそれぞれ送り出された空気が衝突し、複雑な撹拌流が形成される。これは、被冷却物を、温度ムラを抑えながら急速冷却するのに有利である。

【0018】

複数の前記冷却ユニットが前記コンベヤの走行方向に沿って隣り合って配置されていてもよい。この場合、隣り合う２つの冷却ユニットのうちの一方の冷却ユニットの前記冷却ファンと、隣り合う前記２つの冷却ユニットのうちの他方の冷却ユニットの前記冷却器とが対向していないことが好ましい。かかる態様によれば、冷却器を通過する空気流を少なくすることができる。これは、冷却器の着霜を少なくするのに有利である。

【0019】

前記断熱箱体は、隔壁を介して隔てられた第１室、第２室、第３室を前記搬入口から前記搬出口に向かってこの順に備えていてもよい。この場合、前記第１室及び前記第３室のそれぞれに、前記冷却ユニット及び前記撹拌ファンが設けられていてもよい。これは、被冷却物を、温度ムラを抑えながら急速冷却するのに有利である。

【0020】

前記第２室には、前記冷却ユニット及び前記撹拌ファンが設けられていないことが好ましい。これにより、第１室を通過した被冷却物内の温度差を、第２室にて緩和することができる。

【0021】

前記第１室は、前記第３室よりも低温であってもよい。これにより、第１室で被冷却物を急速冷却し、第３室で、被冷却物の内部と外表面との温度差が拡大しないようにしながら、被冷却物全体を目標温度にまで冷却することができる。

【0022】

前記第２室は、前記第１室及び前記第３室よりも高温であってもよい。これにより、第１室を通過した被冷却物内の温度差を、第２室にて緩和することができる。

【0023】

前記第１室は、前記第３室より、前記コンベヤの走行方向に沿った寸法が長くてもよい。これにより、第１室で被冷却物を急速冷却することができる。

【0024】

前記断熱箱体は、前記被冷却物を冷却する冷却ゾーンと前記搬入口との間に、前記冷却ゾーンに対して隔壁を介して隔てられた入口側緩衝室を更に備えていてもよい。これは、冷却ゾーンと断熱箱体の外界との間での搬入口を介した空気の出入りを低減し、冷却ゾーン内を所望する温度に維持するのに有利である。

【0025】

前記入口側緩衝室と前記冷却ゾーンとを隔てる隔壁に開口が設けられ、前記開口に送気ファンが設けられていてもよい。これは、冷却ゾーン内を所望する温度に維持するのに更に有利である。

【0026】

前記断熱箱体は、前記被冷却物を冷却する冷却ゾーンと前記搬出口との間に、前記冷却ゾーンに対して隔壁を介して隔てられた出口側緩衝室を更に備えていてもよい。これは、冷却ゾーンと断熱箱体の外界との間での搬出口を介した空気の出入りを低減し、冷却ゾーン内を所望する温度に維持するのに有利である。

【0027】

前記出口側緩衝室と前記冷却ゾーンとを隔てる隔壁に開口が設けられ、前記開口に送気ファンが設けられていてもよい。これは、冷却ゾーン内を所望する温度に維持するのに更に有利である。

【0028】

前記被冷却物は食品であってもよい。この場合、前記冷却装置は、前記食品を凍結させることなく１０℃以下に冷却してもよい。食品を、その外表面を凍結させることなく冷蔵することができるので、凍結による食品の品質の低下を回避できる。

【0029】

以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の各図に示された各部材を変更または省略し得る。

【0030】

図１Ａは、本発明の一実施形態にかかる冷却装置１の平面図、図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線を含む上下方向面に沿った冷却装置１の矢視断面図である。

【0031】

本実施形態の冷却装置１は、全体として中空の略直方体形状を有する断熱箱体１０を備える。断熱箱体１０は、強固に組み立てられたフレーム（骨格）に、壁材を固定して構成されている。壁材は、例えば断熱材を内壁板及び外壁板で挟んだ断熱板で構成することができる。断熱箱体１０の外界及びその内部空間に露出する部材（内壁板、外壁板、フレームなど）は、その表面に防錆処理が施されているか、ステンレス鋼などの防錆性に優れた金属材料からなることが好ましい。

【0032】

断熱箱体１０の長手方向の一端には搬入口１６が設けられ、他端には搬出口１７が設けられている。搬入口１６及び搬出口１７は、いずれも水平方向に延びたスロット状の開口であり、外界と断熱箱体１０の内部空間とを連通させる。

【0033】

断熱箱体１０内には、断熱箱体１０を長手方向に貫通するようにコンベヤ１９が設けられている。コンベヤ１９は、一定幅の帯状物を環状に接続した部材である。コンベヤ１９は、厚さ方向に通気性を有している。コンベヤ１９の形状は任意であり、例えば、多数の貫通孔が形成されたベルトコンベヤ、または、網状のネットコンベヤであってもよい。コンベヤ１９の材料も、特に制限はないが、洗浄性の観点から、防錆性に優れたテンレス鋼や防錆処理が施された金属材料、あるいは樹脂材料等を用いることが好ましい。コンベヤ１９の一端は搬入口１６からわずかに突出し、コンベヤ１９の他端は搬出口１７からわずかに突出している。コンベヤ１９は、駆動装置（図示せず）によって一定速度で矢印１９ａ，１９ｂの向きに循環駆動される。コンベヤ１９の循環経路うち、搬入口１６から搬出口１７に向かって矢印１９ａの向きに移動する部分を「往路」といい、これとは逆に搬出口１７から搬入口１６へ向かって矢印１９ｂの向きに移動する部分を「復路」という。往路は復路よりも上側に配置される。往路でのコンベヤ１９の移動方向１９ａを、コンベヤ１９の「走行方向」という。往路のコンベヤ１９が水平面と平行になるようにコンベヤ１９は搬送ローラや支持プレートなど（いずれも図示せず）で支持される。被冷却物（図示せず）は、搬入口１６側においてコンベヤ１９上に載置され、コンベヤ１９に載って搬入口１６から断熱箱体１０内に入り、断熱箱体１０内を搬送され、搬出口１７を出た後、コンベヤ１９から取り上げられる。被冷却物は、断熱箱体１０内を通過する過程で冷却される。このような冷却装置１は、トンネル式冷却装置とも呼ばれる。なお、本発明において、「冷却」とは、被冷却物の温度を下げることを意味し、冷蔵及び冷凍のいずれをも含む。

【0034】

断熱箱体１０内に、第１隔壁２１ａ，２１ｂ、第２隔壁２２ａ，２２ｂ、第３隔壁２３ａ，２３ｂ、第４隔壁２４ａ，２４ｂが、コンベヤ１９の走行方向に沿ってこの順に設けられている。水平方向に沿って延びたコンベヤ１９に対して、隔壁２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａは上側に配置され、隔壁２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂは下側に配置されている。コンベヤ１９を挟んで隔壁２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａと隔壁２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂとがそれぞれ上下方向に対向する。これらの隔壁によって断熱箱体１０内の空間は、コンベヤ１９の走行方向に沿って５つの空間に分割されている。５つの空間は、搬入口１６と第１隔壁２１ａ，２１ｂとの間の入口側緩衝室１４、第１隔壁２１ａ，２１ｂと第２隔壁２２ａ，２２ｂとの間の第１室１１、第２隔壁２２ａ，２２ｂと第３隔壁２３ａ，２３ｂとの間の第２室１２、第３隔壁２３ａ，２３ｂと第４隔壁２４ａ，２４ｂとの間の第３室１３、第４隔壁２４ａ，２４ｂと搬出口１７との間の出口側緩衝室１５からなる。第１室１１、第２室１２、第３室１３は、それぞれ所望する冷却温度に維持される。第１室１１、第２室１２、第３室１３は、被冷却物を冷却するための冷却ゾーン１８を構成する。

【0035】

第１室１１及び第３室１３には、コンベヤ１９の上方に冷却ユニット３０が設けられ、コンベヤ１９の下方に撹拌ファン３３が設けられている。

【0036】

冷却ユニット３０は、冷却器３１と冷却ファン３２とを備え、冷却器３１と冷却ファン３２とは、コンベヤ１９の走行方向に平行な方向に対向している。冷却器３１は、冷媒が通過する冷却コイルの外周面に多数の冷却フィンが取り付けられたものである。多数の冷却フィンは互いに平行に且つ一定のピッチで離間して配置されている。冷却フィンの主面（面積が最大である面）は、上下方向に平行であり且つコンベヤ１９の走行方向に平行である。冷却器３１の構成は、特に制限はなく、冷却装置や冷凍装置において使用される周知の冷却器を用いることができる。冷却器３１は、全体として略直方体形状を有し、図１Ａ及び図１Ｂでは、図面を簡単化するために、冷却器３１の輪郭のみが示されている。遮蔽板３１ａが、冷却器３１とコンベヤ１９との間に配置されている。遮蔽板３１ａは、無孔（非通気性）の平板であって、冷却器３１の下面（コンベヤ１９に対向する面）と同じか、これよりわずかに大きく、冷却器３１の下面を覆う。コンベヤ１９の幅方向において、冷却器３１は、コンベヤ１９の幅と略同じかこれよりわずかに大きな寸法を有することが好ましい。冷却ファン３２は、いわゆるプロペラファンであり、駆動モータ（図示せず）の出力軸に取り付けられている。本実施形態では、各冷却ユニット３０は、１つの冷却器３１と複数の冷却ファン３２とで構成される。複数の冷却ファン３２は、コンベヤ１９の走行方向に垂直な共通する上下方向面に互いに離間して配置されている。冷却ユニット３０を構成する冷却ファン３２の数は、冷却器３１のサイズや冷却ファン３２の径などにより任意に設定することができ、１つであってもよい。冷却器３１に対する冷却ファン３２の配置も任意である。例えば、コンベヤ１９の走行方向に平行な方向に沿って見たとき、複数の冷却ファン３２を、冷却器３１の略矩形の前面（冷却ファン３２が対向する面）からはみ出さないように、格子点状に、または、ジグザグ状に、配置することができる。

【0037】

本実施形態では、第１室１１に４つの冷却ユニット３０が設けられ、第３室１３に１つの冷却ユニット３０が設けられている。第１室１１の４つの冷却ユニット３０は、コンベヤ１９の走行方向に沿って配置されている。４つの冷却ユニット３０は、２組の冷却ユニット対３０ａ，３０ｂを構成する。冷却ユニット対３０ａ，３０ｂのそれぞれは２つの冷却ユニット３０で構成され、当該２つの冷却ユニット３０は、それぞれの冷却ファン３２が互いに対向するように、コンベヤ１９の走行方向に平行な方向に離間している。２組の冷却ユニット対３０ａ，３０ｂが、コンベヤ１９の走行方向に沿って配置されている。第３室１３の冷却ユニット３０は、冷却ファン３２を搬出口１７側に向けて配置されている。

【0038】

撹拌ファン３３は、冷却ファン３２と同様に、いわゆるプロペラファンであり、駆動モータ（図示せず）の出力軸に取り付けられている。本実施形態では、第１室１１及び第３室１３のそれぞれにおいて、複数の撹拌ファン３３がコンベヤ１９に対向して設けられている。複数の撹拌ファン３３は、共通する水平面に互いに離間して配置されている。第１室１１及び第３室１３のそれぞれに設けられる撹拌ファン３３の数や配置は、コンベヤ１９の幅や第１室１１及び第３室１３の寸法などにより任意に設定することができる。例えば、複数の撹拌ファン３３が、第１室１１及び第３室１３のそれぞれにおいて、コンベヤ１９の走行方向及び幅方向において略均等に配置されるように、格子点状に、または、ジグザグ状に、配置される。もちろん、第１室１１及び／又は第３室１３に配置される撹拌ファン３３の数は１つであってもよい。

【0039】

図２は、第１室１１内の冷却ユニット対３０ａを構成する冷却ユニット３０近傍の空気の流れを示した側面図である。以下、冷却ユニット対３０ａの冷却ユニット３０について説明するが、図２と同様の空気の流れは、冷却ユニット対３０ｂを構成する冷却ユニット３０及び第３室１３内の冷却ユニット３０についても発生する。

【0040】

コンベヤ１９に対して上側の空間（上側空間）３５において、冷却ファン３２は、冷却ファン３２と冷却器３１との間の冷気を、矢印Ａ１に示すように、コンベヤ１９の走行方向に略平行（即ち、水平方向）に、冷却器３１とは反対側の空間（これを冷却ユニット３０の「前方空間」という）３４に向かって送り出す。これにより、矢印Ａ２に示すように、前方空間３４からの環流空気が、冷却ファン３２の半径方向の外側を通って、冷却器３１と冷却ファン３２との間に入り込む。環流空気は、冷却器３１と冷却ファン３２との間の隙間を通過する際に、冷却器３１の近傍の冷却された空気との間で熱交換され冷却される。冷却された冷気は矢印Ａ１に沿って再度前方空間３４に向かって送り出される。冷却ファン３２は、このような矢印Ａ１，Ａ２で示す空気の流れを冷却ユニット３０の近傍に発生させる。図示を省略するが、冷却ファン３２は、これと同様の空気の流れを、上方から見た冷却ユニット３０の近傍においても発生させる。

【0041】

矢印Ａ２に沿った環流空気の大半は、冷却器３１を通過することなく、冷却ファン３２によって前方空間３４に向かって送り出される。本実施形態の冷却ユニット３０を備えた冷却装置１は、特許文献２，３の冷却装置と同様に、非貫流方式の冷却装置である。冷却装置１には、強制循環方式のトンネル式冷却装置で一般的な、環流空気が必ず冷却器を通過するように空気の循環路を規定するダクト（空気流路）が存在しない。

【0042】

環流空気の大半は、冷却器３１を通過しない。また、仮に環流空気の一部が冷却器３１を通過することがあっても、そのような環流空気は、冷却器３１内に入る前に冷却器３１の近傍の冷気との間の熱交換によって冷却されるので、環流空気中の水蒸気は冷却器３１内に入る前に固化されてしまう。従って、本実施形態の冷却装置１では、冷却器３１の着霜が少ない。このため、冷却器３１の除霜作業が不要または除霜作業の頻度を少なくすることができる。

【0043】

撹拌ファン３３は、冷却ユニット３０（または冷却ユニット対３０ａ）に対して、コンベヤ１９を挟んで対向するように配置されている。撹拌ファン３３は、矢印Ｂに示すように、コンベヤ１９に向かって（即ち、上方に向かって）空気を送り出す。コンベヤ１９は厚さ方向に通気性を有するので、撹拌ファン３３からの空気は、コンベヤ１９を通過して上側空間３５に向かう。上側空間３５内の空気は、コンベヤ１９と断熱箱体１０の側壁との間の隙間や、コンベヤ１９を通過して、コンベヤ１９に対して下側の空間（下側空間）３６に移動し、再度、撹拌ファン３３によって上方に向かって送り出される。

【0044】

撹拌ファン３３からの矢印Ｂの向きの空気流は、コンベヤ１９を通過する際に、コンベヤ１９及びコンベヤ１９上の被冷却物によってかき乱される。この空気流が、冷却ファン３２による矢印Ａ１，Ａ２に沿った空気の流れに衝突する。このため、冷却ユニット３０の前方空間３４の空気が撹拌され、前方空間３４及びその周囲に、空気の流れ方向が一方向に定まらない、複雑な撹拌流（いわゆる乱流）が形成される。コンベヤ１９上の被冷却物は、この撹拌流内を通過する。相対的に高温である被冷却物によって、被冷却物のごく近傍の空気は温められる。温められた空気は、様々な方向から被冷却物に衝突する空気（冷気）によって吹き飛ばされるので、被冷却物の近傍にとどまることができない。このように、冷気の撹拌流が被冷却物を冷却するので、被冷却物を急速冷却することができるのである。また、撹拌流は、コンベヤ１９の幅方向における温度ムラを低減させるので、コンベヤ１９の幅方向にそって配置された複数の被冷却物間での温度ムラ（冷却ムラ）は少ない。

【0045】

冷却ユニット３０の冷却ファン３２は、コンベヤ１９上の被冷却物に向いていない。しかも、撹拌ファン３３から送り出された上向きの空気流は、冷却ファン３２から送り出された冷気を、被冷却物とは反対側（上側）に偏向させる。冷気は、被冷却物に直接吹き付けられない。このため、被冷却物の外表面及びその近傍は急速に冷却されるのに、被冷却物の内部はほとんど冷却されないという、冷却過程での被冷却物内の温度ムラ（即ち、冷却速度の不均一）を抑えることができる。被冷却物の外表面のみが過剰に冷却されるということもない。また、例えば被冷却物の上面側は冷却されるが、底面側は冷却されない等のような被冷却物の外表面における温度ムラ（冷却ムラ）も抑えることができる。このようにして、被冷却物の外表面の全体を略均一に冷却することができる。

【0046】

本実施形態の冷却装置１が備える冷却器は、コンベヤ１９の上方に設置された、冷却ユニット３０を構成する冷却器３１のみである。コンベヤ１９の下方には冷却器は設けられていない。本実施形態とは異なり、例えば撹拌ファン３３を挟んでコンベヤ１９とは反対側（撹拌ファン３３の下側）に冷却器を配置して、撹拌ファン３３とその下の冷却器とで、冷却ユニット３０と同様の非貫流方式の冷却ユニットを構成することも考えられる。この場合、撹拌ファン３３から冷気をコンベヤ１９上の被冷却物に向かって吹き付けることができる。コンベヤ１９の上方の冷却ユニット３０と下方の冷却ユニットとで、被冷却物を上下から冷却することができるので、被冷却物を急速冷却するのに有利であると考えられる。しかしながら、撹拌ファン３３からの冷気は被冷却物の底面及びその近傍を真っ先に冷却するので、被冷却物の外表面における温度ムラや、被冷却物の外表面と内部との間での温度ムラが生じてしまう。

【0047】

このように、本実施形態では、冷気を被冷却物に向かって直接吹き付けないという、被冷却物の急速冷却の観点からは不利と思われる構成を敢えて選択することにより、被冷却物間の温度ムラ、及び、各被冷却物内での温度ムラを抑え、被冷却物の全体を略均一に冷却することを可能にしている。例えば、被冷却物である食品を冷蔵温度（例えば５〜１０℃）に冷却する場合に、食品の外表面が凍結してしまうことがないので、食品の品質（例えば食感や風味など）が損なわれない。また、コンベヤ１９の下方に冷却器を配置しないことは、冷却装置１の構造の簡単化やコストの低減にも有利である。

【0048】

撹拌ファン３３は、冷却ファン３２が空気を送り出す前方空間３４に対して、コンベヤ１９を挟んで対向して配置されることが好ましい。これにより、冷却ファン３２から送り出された空気流に、撹拌ファン３３から送り出された空気流が衝突する。これは、冷却ファン３２の前方空間３４に複雑な撹拌流を形成するのに有利である。

【0049】

撹拌ファン３３は、冷却ファン３２に対して、コンベヤ１９を挟んで対向して配置されていてもよい。これにより、冷却ファン３２から前方空間３４に向かう空気流及び前方空間３４から冷却ファン３２の背後に戻る環流空気流に、撹拌ファン３３から送り出された空気流が衝突する。これは、冷却ファン３２の前方空間３４及びその周囲の空間に複雑な撹拌流を形成するのに有利である。

【0050】

更に、撹拌ファン３３は、冷却器３１に対して、コンベヤ１９を挟んで対向する位置に配置されていてもよい。これは、冷却器３１の下方に位置する被冷却物に対しても撹拌ファン３３からの空気流が吹き付けられるので、限られた空間を移動する被冷却物を急速冷却するのに有利である。冷却器３１の下面は遮蔽板３１ａで覆われているので、撹拌ファン３３から送り出され、被冷却物を冷却した後の、水蒸気を含み且つ相対的に暖かい空気流は、冷却器３１を通過しない。このため、冷却器３１に対向して撹拌ファン３３を配置しても、冷却器３１の着霜を少なくすることができる。遮蔽板３１ａに衝突した撹拌ファン３３からの空気流の一部は、冷却ファン３２や前方空間３４へ流れ、冷却ファン３２の周囲の空間や前方空間３４に複雑な撹拌流を形成するのに寄与する。なお、遮蔽板３１ａは、冷却装置１の運転開始直後等において冷却器３１のフィンに付着した水滴がコンベヤ１９上に落下するのを防止する、いわゆるドレンパンとしても用いうる。

【0051】

冷却ファン３２及び撹拌ファン３３の各回転速度（即ち、各ファン３２，３３からの空気流の風速）によって、冷却ユニット３０の周囲の空気流が変化し、これは被冷却物の冷却速度や温度ムラに影響を与える。このため、コンベヤ１９の近傍の温度をモニタして、冷却ファン３２及び撹拌ファン３３の各回転速度を、インバータ制御等により独立して適切に制御することが好ましい。

【0052】

一般に、ファンを用いた送風機には、吸い込み側から送り出し側へ空気を案内して、送り出し側に空気の層流を形成するために、筒状又は環状のベルマウスが設けられることが多い。ところが、本実施形態では、冷却ファン３２及び撹拌ファン３３のいずれにもベルマウスやそれと同等の部材が設けられていない。このため、冷却ファン３２及び撹拌ファン３３から送り出される矢印Ａ１，Ｂに沿った空気流は、層流ではなく、乱流となる。冷却ファン３２からの乱流と撹拌ファン３３からの乱流とが衝突し混じり合うことにより、冷却ユニット３０の周囲に更に複雑な複雑な撹拌流（乱流）が形成される。特に、コンベヤ１９上の被冷却物に向かって空気を送り出す撹拌ファン３３にベルマウスが設けられていないので、被冷却物に乱流を衝突させることができる。これは被冷却物を温度ムラを抑えながら急速冷却するのに有利である。

【0053】

第１室１１では、冷却ユニット対３０ａ，３０ｂのそれぞれを構成する２つの冷却ユニット３０は、それぞれの冷却ファン３２が互いに対向するように向かい合って配置される。このため、冷却ファン３２は、対向する冷却ファン３２に向かって空気を送り出す。対向する冷却ファン３２からそれぞれ送り出された空気が、対向する冷却ファン３２間で衝突し、複雑な撹拌流（乱流）が形成される。これも、被冷却物を温度ムラを抑えながら急速冷却するのに有利である。

【0054】

冷却ユニット対３０ａと冷却ユニット対３０ｂとは、それぞれの冷却器３１の背面（冷却ファン３２とは反対側の面）が対向するように配置される。冷却ファン３２の送り出し側が冷却器３１の背面に対向していないので、当該冷却器３１を通過する空気流を少なくすることができる。これは、冷却器３１の着霜を少なくするのに有利である。

【0055】

冷却ユニット３０は、コンベヤ１９の上方に配置されている。本実施形態とは異なり、冷却ユニット３０を、コンベヤ１９の側方に、即ちコンベヤ１９の幅方向の両端よりも外側に、配置する構成も考えられる（例えば特許文献２の図９，１０参照）。しかしながら、冷却ユニット３０をコンベヤ１９の側方に配置する構成は、特にコンベヤ１９の幅が大きい場合に、冷却ユニット３０に近いコンベヤ１９の幅方向の端近傍に配置された被冷却物と、冷却ユニット３０から遠いコンベヤ１９の幅方向の中央部分に配置された被冷却物とで、温度ムラ（冷却ムラ）が生じやすい。これに対して、冷却ユニット３０をコンベヤ１９の上方に配置する本実施形態は、コンベヤ１９の幅方向での温度ムラが生じにくい。このため、広幅のコンベヤ１９上に、被冷却物を幅方向に複数個配置しても、これら複数の被冷却物をムラなく冷却することができる。冷却ユニット３０がコンベヤ１９の側方に配置されていないので、広幅のコンベヤ１９を用いても、冷却装置１の幅寸法の増大が抑えられた、設置面積が小さな冷却装置１を実現できる。

【0056】

図１Ａ及び図１Ｂに示されているように、第１室１１及び第３室１３には冷却ユニット３０及び撹拌ファン３３が設けられているのに対して、第２室１２には冷却ユニット３０及び撹拌ファン３３のいずれもが設けられていない。第１室１１内の冷却ユニット３０及び撹拌ファン３３の数は、第３室１３の冷却ユニット３０及び撹拌ファン３３の数よりも多い。これにより、第１室１１は、第３室１３よりも低温に管理される。第２室１２は、、第２隔壁２２ａ，２２ｂ間及び第３隔壁２３ａ，２３ｂ間の、コンベヤ１９が通過する開口を通じて流れ込む第１室１１及び第３室１３からの冷気によって冷却されるが、第１室１１及び第３室１３よりも高温である。コンベヤ１９の走行方向に沿った寸法は、第１室１１が最も長く、次いで第３室１３が長く、第２室１２は最も短い。コンベヤ１９上の被冷却物は、第１室１１、第２室１２、第３室１３を順に通過して、目標とする温度に向かって徐々に冷却される。被冷却物の温度変化は、最も低温であり且つ滞在時間が最も長い第１室１１において最も大きい。冷却装置１に投入前の被冷却物の温度と第１室１１内の雰囲気温度との差は非常に大きい。第１室１１では、被冷却物の特に外表面及びその近傍部分の温度が急速に低下する。次の第２室１２では、被冷却物の外表面及びその近傍部分を緩やかに冷却しながら、相対的に高温である被冷却物の内部（中心部分）の熱を外表面へ伝導させる。外表面に対する内部の冷却遅れが解消され、内部と外表面との温度差が小さくなる。そして、第１室１１より高温であるが、第２室１２より低温である第３室１３では、内部と外表面との温度差が再び拡大しないようにしながら、被冷却物全体を目標温度にまで冷却する。

【0057】

好適な一実施例では、冷却装置１は、被冷却物としての調理直後の約８５℃の加工食品（例えば直径１５０ｍｍの樹脂容器に収容されたグラタン）を約１０℃にまで冷却するために使用することができる。この例では、被冷却物は、約２．３ｍの幅を有するコンベヤ１９上に、幅方向に１３個並べられて、第１室１１は−３５℃、第２室１２は０℃、第３室１３は−１５℃に設定された冷却装置１を約２０分かけて通過する。被冷却物は上記のように温度管理された第１〜第３室１１，１２，１３を通過するので、氷点下以下の雰囲気を通過するにも関わらず、被冷却物の外表面は凍結することなく、被冷却物の全体が目標温度にまで略均一に冷却される。被冷却物を、その外表面を凍結させることなく冷蔵温度に冷却させることができるので、被冷却物である食品の品質（例えば食感や風味など）が損なわれない。コンベヤ１９の幅方向に並ぶ１３個の被冷却物間で温度ムラ（冷却ムラ）も生じない。

【0058】

第１室１１と搬入口１６との間の入口側緩衝室１４は、第１室１１と断熱箱体１０の外界との間での搬入口１６を介した空気の出入りを低減し、第１室１１内を所望する温度に維持するのに有利である。同様に、第３室１３と搬出口１７との間の出口側緩衝室１５は、第３室１３と断熱箱体１０の外界との間での搬出口１７を介した空気の出入りを低減し、第３室１３内を所望する温度に維持するのに有利である。

【0059】

入口側緩衝室１４と第１室１１とを隔てる第１隔壁２１ａに開口が設けられ、当該開口に正逆回転が可能な送気ファン２６が設けられている。断熱箱体１０の外界、入口側緩衝室１４、及び第１室１１の各圧力が所望する相対的関係になるように、送気ファン２６の回転方向及び回転速度を制御する。これにより、第１室１１と断熱箱体１０の外界との間での搬入口１６を介した空気の出入りを更に低減することができるので、第１室１１内を所望する温度に維持することが容易になる。同様に、出口側緩衝室１５と第３室１３とを隔てる第４隔壁２４ａに開口が設けられ、当該開口に正逆回転が可能な送気ファン２７が設けられている。断熱箱体１０の外界、出口側緩衝室１５、及び第３室１３の各圧力が所望する相対的関係になるように、送気ファン２７の回転方向及び回転速度を制御する。これにより、第３室１３と断熱箱体１０の外界との間での搬出口１７を介した空気の出入りを更に低減することができるので、第３室１３内を所望する温度に維持することが容易になる。送気ファン２６を、第１隔壁２１ａに加えて、または、第１隔壁２１ａに代えて、第１隔壁２１ｂに設けてもよい。同様に、送気ファン２７を、第４隔壁２４ａに加えて、または、第４隔壁２４ａに代えて、第４隔壁２４ｂに設けてもよい。

【0060】

上記の実施形態は例示に過ぎない。本発明は、上記の実施形態に限定されず適宜変更することができる。

【0061】

第１室１１及び第３室１３に設けられる冷却ユニット３０及び撹拌ファン３３の数は、上記の実施形態に限定されず、任意である。好ましくは、第１室１１及び第３室１３のそれぞれに、少なくとも１つの冷却ユニット３０と少なくとも１つの撹拌ファン３３が設けられる。第１室１１及び第３室１３では、コンベヤ１９に乗って移動する被冷却物が、撹拌ファン３３から常に略一定の空気流を受けるように、コンベヤ１９の走行方向において撹拌ファン３３が略一定ピッチで配置されることが好ましい。第２室１２に冷却ユニット３０及び／又は撹拌ファン３３が設けられていてもよい。第２隔壁２２ａもしくは２２ｂ及び／又は、第３隔壁２３ａもしくは２３ｂに、送気ファン２６，２７と同様の送気ファンを設け、当該送気ファンを用いて第２室１２の温度を適切に管理してもよい。

【0062】

上記の実施形態では、断熱箱体１０内の内部空間が、入口側緩衝室１４、第１室１１、第２室１２、第３室１３、出口側緩衝室１５の５つに分割されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、冷却ゾーン１８を構成する第１室１１、第２室１２、第３室１３のうちの少なくとも１つが省略されてもよい。第２隔壁２２ａ，２２ｂ及び第３隔壁２３ａ，２３ｂを省略して、冷却ゾーン１８が連続する１つの冷却室で構成されてもよい。冷却ゾーン１８が、第１室１１、第２室１２、第３室１３以外に、冷却室として機能する別の室を有していてもよい。

【0063】

入口側緩衝室１４及び出口側緩衝室１５の構成も任意に変更しうる。送気ファン２６，２７の数は任意である。送気ファン２６及び／又は送気ファン２７を省略してもよい。入口側緩衝室１４及び／又は出口側緩衝室１５を省略してもよい。

【0064】

上記の例では、被冷却物を凍結させることなく１０℃以下に冷却する場合を説明したが、本発明の冷却装置は、被冷却物を冷凍するために使用することも可能である。本発明の冷却装置は、冷気が被冷却物に向かって吹き付けられないので、冷気を被冷却物に吹き付けて冷凍する冷凍装置に比べると冷却速度に関してやや劣るかも知れないが、冷却過程での被冷却物内の温度ムラ（あるいは、冷却速度の不均一）を抑えながら冷凍することが可能である。

【0065】

本発明の冷却装置が対象とする被冷却物は、制限はないが、各種食品（例えば水産物、農産物、食肉、各種加工食品など）が好ましい。本発明の冷却装置は、上述したように、比較的高温の被冷却物を、外表面を凍結させることなく冷蔵温度に急速冷却することができることから、冷蔵温度で保存される、調理直後の加工食品を冷却するために好ましく利用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明の利用分野は、制限はないが、各種食品を冷蔵又は冷凍するための冷却装置として好ましく利用することができる。もちろん、食品以外の被冷却物を冷却するための冷却装置として利用することも可能である。

【符号の説明】

【0067】

１ 冷却装置
１０ 断熱箱体
１１ 第１室
１２ 第２室
１３ 第３室
１４ 入口側緩衝室
１５ 出口側緩衝室
１６ 搬入口
１７ 搬出口
１８ 冷却ゾーン
１９ コンベヤ
２１ａ，２１ｂ 第１隔壁
２２ａ，２２ｂ 第２隔壁
２３ａ，２３ｂ 第３隔壁
２４ａ，２４ｂ 第４隔壁
２６，２７ 送気ファン
３０ 冷却ユニット
３１ 冷却器
３１ａ 遮蔽板
３２ 冷却ファン
３３ 撹拌ファン
３４ 前方空間

【図1A】

【図1B】

【図2】