KR20010034609A

KR20010034609A - 냉각장치 및 그 냉각방법

Info

Publication number: KR20010034609A
Application number: KR1020007010388A
Authority: KR
Inventors: 후루바야시야스오
Original assignee: 후루바야시 야스오; 가부시키가이샤 교에이덴네츠
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: DE69926493T2; CN1293749A; US6427455B1; EP1069387A1; WO1999047871A1; EP1069387B1; KR100358901B1; JP3366977B2; EP1069387A4; DE69926493D1; CN100354587C

Abstract

냉각 코일(7)의 전면에 냉각 팬(8a, 8b)을 배치하고, 냉각실로 내뿜은 유동 공기의 대부분을 냉각 코일(7)로 되돌리지 않고 냉각 팬(8a, 8b)에 의해 다시 냉각실로 내뿜고, 냉각 코일(7)중의 건조 냉각 공기를 냉각 팬(8a, 8b)의 배면으로부터 흡인하여 냉각실로 내뿜고, 냉각 팬(8a, 8b)이 존재하지 않는 부분에 있어서, 냉각 코일(7)을 통과시킨 흡인 공기량에 알맞은 공기를 냉각실로부터 냉각 코일(7)로 공급하고, 그 공기의 공급 속도가 냉각실에서 발생하는 수증기가 냉각 코일(7) 표면에 접촉하기까지 사이에 고화하는 속도로서, 냉각 코일(7)에의 서리 맺힘량을 저감할 수 있는 냉각 장치를 제공한다.

Description

냉각장치 및 그 냉각방법{COOLING DEVICE AND ITS COOLING METHOD}

냉동고 등의 냉각장치에는 냉각방식으로서 냉기 강제 순환방식이 이용되고 있다. 냉기 강제 순환방식에 의하면, 냉각 코일에 의해 냉각시킨 공기를 냉각 팬에 의해 냉각실내에서 강제적으로 순환시키기 때문에, 냉각실내의 온도 편차가 적고, 냉각시간도 짧다고 하는 이점이 있다.

예를들면, 종래의 냉동고의 일예에서는 고내는 핀 튜브 방식 등의 냉각 코일과 냉각 팬이 배치된 냉각 코일부와, 식품 재료를 냉동 보존하는 냉동실이 칸막이판에 의해 구분되어 있다. 냉각 코일에는 압축기, 응축기 등이 접속되고, 이들을 냉매가 순환하여, 냉각 코일내에서 냉매가 증발한다.

냉기를 냉동실과 냉각 코일부사이에서 순환시키기 때문에, 냉기를 냉각 코일로부터 냉동실내로 내뿜기위한 송풍구, 반대로 냉동실내의 냉기를 냉각 코일로 빨아 들이기 위한 흡입구가 구비되어 있다.

냉각 코일에 의해 냉각된 냉기는 냉각 팬에 의해 송풍구를 지나서, 냉동실내로 토출된다. 냉기가 냉동실내를 유동함으로써 냉동실내의 식품재료가 냉각되게 된다. 음식 재료와의 열교환에 의해 온도 상승한 냉기는 흡입구로부터 냉각 코일부로 빨아 들여지고, 냉각 코일에 의해 다시 냉각되어 냉동실로 송풍된다.

이하, 이러한 냉각방식을 이용하여 식품을 반송시키면서 냉각시키는 종래의 냉각장치의 일예에 관해 구체적으로 설명한다. 식품을 반송시키면서 냉각시키는 냉각장치에는, 스파이럴·프리져(spiral freezer), 터널·프리져(tunnel freezer) 등이 있다. 스파이럴·프리져는 회전 드럼에 의해 단열 상자체내를 나선상으로 이동하고 있는 벨트상의 식품을 냉각시키는 것이다. 터널·프리져는 단열상자체내를 수평방향으로 이동하고 있는 벨트상의 식품을 냉각시키는 것이다.

도11은 종래의 스파이럴 프리져의 일예에 관한 수평방향 단면도를 도시하고 있다. 단열 상자체(21)는 단열재(23)를 금속판(22)사이에 충전함으로써 형성되어 있다. 단열 상자체(21)에는 식품 반입구(24)와 식품 반출구(25)가 형성되어 있다. 샤프트(26)를 중심으로 회전하는 회전 드럼(27)의 외주부에는 벨트 구동판(28)이 나선상으로 부착되어 있다(도12). 벨트 구동판(28)에는 벨트(29)가 실려있다.

또한, 식품 반출구(25)에는 식품 반출용 벨트(30)가 구비되어 있다. 벨트 구동판(28)이 일체로 된 회전 드럼(27)은 통형상의 드럼용 케이스(31)내에 설치되어 있다. 드럼용 케이스(31)에는 냉각 유닛용 케이스(32)가 접속되어 있다.

냉각 유닛용 케이스(32)내에는 냉각 코일(33), 냉각 팬(34), 냉기 토출 통로(35), 및 냉기 흡입 통로(36)가 형성되어 있다. 냉각 코일(33)에는 통상 핀 튜브형이 이용된다.

도12는 도13에 도시한 종래의 스파이럴 프리져의 수직방향의 단면도를 나타내고 있다. 도시는 생략하고 있지만, 회전 드럼(27)은 샤프트(26)를 중심으로 회전할 수 있도록 부착용 기둥에 의해 드럼용 케이스(31)내에 설치되어 있다.

도13은 도ll의 I-I선에 있어서의 단면도를 나타내고 있다. 본 도면에서는 식품의 반송상태를 이해하기 쉽게 하기위해서, I-I선에 있어서의 단면도와, 식품 반입구(24)부, 식품 반출구(25)부의 단면도를 겹쳐 나타냈다. 또한, 도시는 생략하고 있지만, 냉각 코일(33)에는 압축기, 응축기 등이 접속되고, 이들을 냉매가 순환하여, 냉각 코일(33)에서 냉매가 증발한다.

이하, 도11을 중심으로, 식품의 냉각과정을 설명한다. 우선, 식품 반입구(24)로부터 식품이 단열 상자체(21)내로 반입된다. 식품은 벨트(29)상에 실리고, 화살표a 방향으로 이동한다. 벨트(29)는 전체로서 환상으로 형성되어 있고, 벨트 구동판(28)에 조합된 상태로 실려있다.

도13에 도시한 바와같이, 식품 반송용 드럼(27)이 회전하면, 이와 일체의 벨트 구동판(28)의 회전에 의한 밀어내는 힘과, 별도 구동원에 의한 벨트(29)의 끌어내는 힘에 의해, 벨트(29)는 나선상으로 형성되어 있는 벨트 구동판(28)상에 따라 상방으로 이동해 간다. 벨트(29)는 환상으로 형성되어 있으므로, 벨트 구동판(28)상을 순환한다. 벨트(29)의 이동에 의해 벨트 구동판(28)의 최상단까지 도달한 식품(38)은 다시 화살표b 방향으로 이동을 계속하고, 식품 반출구(25)에 달하며, 식품 반출용 벨트(30)에 의해 단열 상자체(21)의 외부로 반출된다. 이러한 식품(38)의 식품 반송용 드럼(27)부에서의 상방 이동과정에서 식품(38)은 냉각되게 된다.

도11에 도시하는 바와같이, 냉각 코일(33)에 의한 냉기는 냉각 팬(34)에 의해 화살표c 방향으로 내뿜어지고, 냉기 토출 통로(35)를 지나서, 드럼용 케이스(31)내로 내뿜어진다. 드럼용 케이스(31)내의 냉기는 드럼용 케이스(31)의 내벽에 따라, 벨트 구동판(28)의 각 단상을 이동하여, 벨트(29)상의 식품이 냉각된다. 식품(38)은 벨트 구동판(28)의 최하단부에서 최상단부에 도달하기까지 계속 냉각되고, 최상단부에 도달한 시점에서는 냉각이 완료된다.

드럼용 케이스(31)내에서, 냉기는 식품과의 열교환에 의해 온도상승하고, 냉기 흡입부(36)를 지나서 냉각 코일(33)에 환류한다. 환류공기는 냉각 코일(33)에 의해 다시 냉각되고, 다시 냉각 팬(34)에 의해 화살표c 방향으로 내뿜어진다.

벨트 구동판(28)의 최하단부에서 최상단부까지 균등하게 냉기를 송풍시키기 위해서, 도12에 도시한 바와같이, 냉각 코일(33)의 높이를 벨트 구동판(28)의 최하단부에서 최상단부까지의 높이와 거의 같게 하고, 복수의 냉각 팬(34)을 냉각 코일(33) 전면측의 거의 전면에 배치하고 있다.

도14는 종래의 터널·프리져의 일예의 길이방향의 수직 단면도를 도시하고 있다. 단열 상자체(39)는 단열재(40)를 금속판(41)사이에 충전시킴으로써 형성되어 있다. 단열 상자체(39)내의 상부에는 복수의 냉각 코일(42)이 길이방향으로 직렬적으로 배치되어 있다.

또한 각 냉각 코일의 후방에는 냉각 팬(43)이 배치되어 있다. 식품 반송용 벨트(44)는 전체로서 환상으로 형성되어 있기 때문에, 단열 상자체(39)내를 수평방향으로 이동하면서 순환한다. 또한, 단열 상자체(39)에는 식품 반입구(45), 식품 반출구(46)가 형성되어 있다.

우선, 식품 반입구(45)의 앞부분의 벨트(44)에 식품이 실리면, 벨트(44)의 이동에 따라 식품은 식품 반입구(45)를 통과하고, 단열 상자체(39)내를 화살표d 방향으로 이동한다. 냉각 팬(43)에 의해, 냉각 코일(42)로부터 화살표e 방향으로 내뿜어진 냉기는 화살표f 방향, 화살표d 방향, 화살표g 방향으로 이동하고, 냉각 팬(43)의 후방으로 환류한다. 환류공기는 순차 각 냉각 코일(42)을 관통하고, 다시 화살표e 방향으로 내뿜어진다. 이러한 냉기순환에 의해, 벨트(44)의 식품은 화살표d 방향으로 이동하면서 냉각되게 된다.

이상, 종래의 냉각장치의 일예에 관해 설명했는데, 상기와 같은 각 냉각장치에서 냉각 코일에 환류한 공기는 식품 재료와의 열교환에 의해 온도상승됨과 동시에, 식품 재료로부터 발생한 수증기를 포함하고 있다. 이들 환류공기가 냉각 코일에 의해 다시 냉각되면, 환류공기중의 수분은 서리로 되어 냉각 코일에 맺히게 된다.

냉각 코일에의 서리 맺힘이 대량으로 되면, 냉각 성능이 저하하기 때문에, 별도의 서리 제거 히터에 의해 서리를 제거하지만, 수작업을 병용하는 일도 있다. 서리 제거시에는 냉각 운전을 정지하지 않으면 않되어 냉각효율을 저하시키게 되므로 대량의 식품을 냉각시키는 경우에는 처리효율의 저하가 문제로 되었다.

또한, 상기와 같은 종래의 스파이럴·프리져는 냉각 코일내에 공기를 관통시킴으로써 열교환을 행하므로, 환류 냉기를 냉각 코일 후방으로 인도하기 위한 풍로(風路) 및 토출 공기를 드럼용 케이스내로 인도하기 위한 풍로가 필요하고, 냉각 유닛의 수납 스페이스에 추가하여 냉각 코일 전후에 일정한 풍로 스페이스가 필요해 장치가 대형화되었다.

또한, 냉각 능력 향상을 위해 냉각 코일을 대형화시키면, 장치전체가 대형화되어 버리고, 특히 급속 냉각용에서는 스페이스를 줄이는 것이 곤란했다.

또한, 상기와 같은 종래의 터널·프리져에서는 냉각 유닛을 벨트의 길이방향에 따라 직렬상으로 배치하므로, 냉각 능력 향상을 위한 냉각 유닛의 수를 증가시키면, 냉각 유닛이 증가하는 만큼 장치가 길이방향으로 연장되어 버린다. 이때문에, 터널·프리져에 있어서도, 특히 급속 냉각용에서는 스페이스를 줄이는 것이 곤란했다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하는 것으로, 냉각 코일중에 환류하기 전에 냉기중의 수증기를 고화시킴으로써, 냉각 코일에의 서리 맺힘을 저감할 수 있고, 정상상태에서는 서리 제거를 필요로 하지 않는 냉각장치 및 그 냉각방법을 제공하며, 또한 스페이스 절약을 도모하면서 급속 냉각을 가능하게 하고, 또한 냉각 코일에의 서리 맺힘량을 저감할 수 있는 냉각장치 및 그 냉각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 첫번째 냉각장치는 단열 상자체에 의해 형성된 실내의 적어도 일측벽측에 냉각 코일을 설치하여 냉각 코일부로 하고, 상기 냉각 코일부의 전면에 팬을 설치하여 그 전방의 공간부를 냉각실로 하고, 상기 팬에 의해 냉각실에 공기를 내뿜어 유동시키는 냉각장치로서, 상기 냉각 코일부중에 존재하는 건조 냉각공기를 상기 팬의 배면에서 흡인하여 냉각실로 내뿜고, 상기 팬의 존재하지 않는 부분에서, 상기 냉각 코일부를 통과시킨 흡인 공기량에 알맞은 공기를 냉각실에서 냉각 코일부로 공급하며, 그 공기의 공급속도가 냉각실에서 발생하는 수증기(습도)가 냉각 코일표면에 접촉하기까지 사이에 고화되는 속도인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각실내의 냉기의 대부분은 냉각 코일 내부에 환류하는 일없이, 냉각실내를 순환하기 때문에, 냉각실에서 발생한 수증기의 대부분은 냉각실내에서 고화한다. 또한 냉각 코일내부에 환류하는 냉기도 냉각 코일에 접촉할 때까지 냉각 코일앞에서 냉각되기 때문에, 환류냉기에 포함되는 수증기의 대부분은 고화되게 된다. 이때문에, 냉각 코일에의 환류냉기는 절대량이 적은데 추가하여 냉각 코일에 환류하기 전에 수증기가 제거되므로, 냉각 코일에의 서리 맺힘량을 현저하게 저감시킬 수 있다.

상기 냉각장치에 있어서는 상기 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기까지 사이에 고화하는 속도(풍속)가 0m/분을 넘고 5m/분 이하인 것이 바람직하다.

상기와 같은 속도이면, 냉각 코일 내부에 환류하는 냉기를 냉각 코일 내부에 환류하기 전에 냉각시켜, 수증기의 대부분을 고화할 수 있다.

또한, 상기 수증기가 냉각 코일표면에 접촉하기 까지의 사이에 고화하는 속도(풍속)가 0.5m/분 이상 3.5m/분 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같은 속도이면, 냉각 코일 내부에 환류하는 냉기를 냉각 코일 내부에 환류하기 전에 냉각시켜, 수증기의 대부분을 고화할수있다.

또한, 상기 냉각 코일부에서 흡인하는 공기류의 속도가 냉각 코일부에 공급하는 공기류의 속도보다도 빠른 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각 코일부에 공급되는 냉기를 냉각 코일 내부에 환류하기 전에 냉각시켜, 수증기의 대부분을 고화할수있다.

또한, 상기 냉각 코일부에서 흡인하는 공기류의 면적이 냉각 코일부에 공급하는 공기류의 면적보다 좁은 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각 코일부에 공급되는 냉기의 공기류의 속도를 저하시킬 수 있다.

또한, 상기 냉각 코일의 전면부(前面部)에 상기 냉각 팬이 복수개 배치되어, 상기 냉각 팬으로부터 내뿜은 냉기가 교차하도록 상기 각 냉각 팬이 상기 냉각 코일에 대해 경사지게 부착되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 피냉각물에 냉기를 집중시킬 수 있으므로, 급속냉각에 보다 유리하다.

또한, 상기 냉각 코일 배면과 상기 실내의 벽면과의 사이에 간극이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각 장치에 의하면, 흡인공기를 팬 후방으로 유도하기 쉬워진다.

또한, 상기 간극이 20∼50mm의 범위인 것이 바람직하다. 상기와 같은 범위이면, 간극에서의 냉기의 확산을 방지할 수 있고, 또한 충분한 양의 냉기를 유동시킬 수 있다.

또한, 냉각장치가 냉장고, 냉동고, 냉동장치, 자동 판매기용 냉각장치, 보냉고, 보냉차 및 냉동차에서 선택되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉장고 및 냉동고는 가정용인 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 냉각장치에 있어서는 정상상태에서 냉각 코일의 서리를 제거하기 위한 히터의 입력을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 히터 가열에 의한 냉각실의 온도상승이 없기 때문에, 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 냉각장치에 있어서, 상기 단열 상자체내를 냉각공간과, 이 냉각공간 외측의 내벽측 공간과 구분하는 칸막이판과, 상기 냉각공간과 상기 내벽측 공간과의 사이에 공기가 유통하는 통풍구멍을 구비하고, 상기 냉각 코일은 배면측이 상기 내벽측 공간에 배치되며, 또한 벽면이 근접하고, 전면측이 상기 칸막이판에 형성된 개구부의 내주부에 조합되며, 상기 냉각 팬은 상기 냉각 코일의 전면측에 배치되고, 상기 냉각 팬의 회전방향이 팬 후방의 공기를 직접 팬 전방에 내뿜도록 설정되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각실내의 냉기의 대부분은 냉각 코일 내부에 환류하는 일없이, 냉각실내를 순환하기 때문에, 냉각실에서 발생한 수증기의 대부분은 냉각실내에서 고화하므로, 냉각 코일에의 서리 맺힘량을 저감할 수 있다. 또한, 냉각 코일 전후에는 냉기 순환용의 풍로 스페이스를 특별히 구비할 필요가 없으므로, 스페이스를 줄일 수 있다.

상기 냉각장치에 있어서는 상기 냉각 팬으로부터 뿜어진 냉기는 상기 냉각 팬과 대향하는 벽면에서 반사하여 상기 냉각 팬부에 환류하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각 공간내에 토출된 냉기를 냉각 코일측에 환류시키기 쉽다.

또한, 상기 냉각 공간내에 피냉각물을 반송하는 반송수단을 더 구비하고, 상기 냉각 팬은 상기 반송수단에 인접하고 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 피냉각물에 냉기를 직접 내뿜을 수 있으므로, 급속냉각이 가능해진다.

또한, 상기 냉각공간내에 설치된 회전 드럼과, 이 회전 드럼에 나선상으로 부착된 벨트 구동판을 구비하고, 상기 반송수단이 상기 회전 드럼의 회전에 의해 상기 벨트 구동판상을 나선상으로 이동하면서 순환하는 벨트인 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 피냉각물을 나선상으로 반송시키는 냉각장치에 있어서도, 스페이스를 줄이고 급속냉각 및 냉각 코일에의 서리 맺힘량의 저감이 가능해진다.

상기 회전 드럼을 구비한 냉각장치에 있어서는 상기 회전 드럼이 다수개로 각 회전 드럼에 냉각 코일 및 냉각 팬이 설치되고, 인접하는 회전 드럼의 상기 벨트 구동판의 나선방향이 서로 반대로, 상기 벨트는 한쪽 벨트 구동판으로부터 인접하는 다른쪽 벨트 구동판상에 걸쳐지며, 상기 각 회전 드럼의 동일방향의 회전에 의해 상기 벨트는 각 회전 드럼의 벨트 구동판상을 이동하면서 순환하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 장치내에서의 냉각시간을 길게할 수 있으므로, 냉각능력을 높일 수 있다.

또한, 상기 회전 드럼이 짝수개이고, 상기 단열 상자체내에 형성된 피냉각물의 반입구와 반출구의 높이가 거의 동일한 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 일단 상승한 피냉각물을 장치외에서 하강시키기 위한 벨트가 불필요하므로, 설비상의 간략화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 냉각 코일 및 냉각 팬이 상기 벨트 구동판의 외주에 따라 복수개 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각능력을 높일 수 있음과 동시에, 벨트 구동판 외주의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있고, 냉각 코일의 길이방향의 연장을 억제할 수 있으므로 스페이스를 줄이는 것이 가능하다.

또한, 상기 냉각 코일의 높이와 상기 벨트 구동판의 최하단으로부터 최상단까지의 높이가 거의 같고, 상기 벨트 구동판의 각 단에의 송풍량이 거의 같아지도록 상기 냉각 코일의 전면부에 상기 냉각 팬이 복수개 배치되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 피냉각물은 벨트 구동판의 최하단으로부터 최상단까지 도달하는 동안 계속 냉각되므로, 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 벨트상에 피냉각물의 미끄러져 떨어짐 방지용 스토퍼가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 벨트의 동결에 의한 피냉각물의 미끄러져 떨어짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 냉각장치에 있어서는 상기 반송수단이 수평방향으로 이동하면서 순환하는 벨트인 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 피냉각물을 수평방향으로 반송시키는 냉각장치에 있어서도, 스페이스를 줄일 수 있고, 급속냉각 및 냉각코일에의 서리 맺힘량의 저감이 가능해진다.

상기 반송수단이 수평방향으로 이동하면서 순환하는 환상의 벨트인 냉각장치에 있어서는, 상기 냉각 코일이 상기 벨트의 양측에 구비되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 장치의 길이방향으로의 연장을 억제하면서 냉각능력을 높일 수 있으므로, 스페이스를 줄이고 급속냉각이 가능해진다.

또한, 상기 벨트의 양측에 구비되어 있는 냉각 코일 전면의 각 냉각 팬이 벨트를 사이에 두고 대향하고 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 냉각장치에 의하면, 냉각공간내에서 냉기끼리 합쳐지므로, 급속냉각에 보다 유리하다.

다음에, 본 발명의 냉각장치의 냉각방법은 단열 상자체에 의해 형성된 실내의 적어도 일측벽측에 냉각 코일을 구비하여 냉각 코일부로 하고, 상기 냉각 코일부의 전면에 팬을 배치하여 그 전방의 공간부를 냉각실로 하고, 상기 팬에 의해 냉각실에 공기를 내뿜어 유동시키고, 상기 유동공기의 대부분을 상기 냉각 코일내로 되돌리지 않고 상기 팬에 의해 다시 냉각실로 내뿜는 냉각장치의 냉각방법으로서, 상기 다시 냉각실로 내뿜은 유동공기와, 상기 냉각 코일로부터 흡인한 유동공기를 합류시켜 냉각실로 내뿜는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 냉각장치의 냉각방법에 의하면, 온도차가 있는 토출공기가 합류하고, 이들 토출공기끼리의 열교환도 행해지므로, 냉각공간에서 직접 팬 후방으로 돌아 들어간 냉기는 냉각 코일로부터 직접 흡인된 다른쪽 냉기에 의해 냉각되고, 일정량의 수증기도 냉각 공간내에서 고화시킬 수 있다.

상기 냉각장치의 냉각방법에 의하면, 상기 팬이 존재하지 않는 부분에 있어서, 상기 냉각 코일부를 통과시킨 흡인 공기량에 알맞은 공기를 냉각실에서 냉각 코일부로 공급하고, 그 공기의 공급속도가 냉각실에서 발생하는 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기까지 동안 고화하는 속도인 것이 바람직하다.

상기와 같은 냉각장치의 냉각방법에 의하면, 냉각 코일에 접촉하기까지 환류냉기에 포함되는 수증기의 대부분이 고화되기 때문에, 냉각 코일에의 서리 맺힘량을 현저하게 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기 까지 동안에 고화하는 속도(풍속)가 0m/분을 넘고 5m/분 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같은 속도이면, 냉각 코일 내부에 환류하는 냉기를 냉각 코일 내부에 환류하기 전에 냉각시켜, 수증기의 대부분을 고화할수있다.

또한, 상기 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기 까지 동안에 고화하는 속도(풍속)가 0.5m/분 이상 3.5m/분 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같은 속도이면, 냉각 코일 내부에 환류하는 냉기를 냉각 코일 내부에 환류하기 전에 냉각시켜, 수증기의 대부분을 고화할 수 있다.

본 발명은 냉각 팬에 의한 냉기 순환에 의해 피냉각물을 냉각시키는 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것으로, 특히 식품재료의 냉동 보존에 이용하는 냉각장치, 피냉각물을 반송시키면서 냉각시키는 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것이다.

도l은 본 발명의 냉각장치의 일실시 형태의 전후방향의 수직 단면도,

도2는 도1에 도시한 냉각장치의 좌우방향의 수직 단면도,

도3은 도l에 도시한 냉각장치의 수평 단면도,

도4는 본 발명의 냉각장치의 실시형태1의 수평방향의 단면도,

도5는 도1의 II-II선에 있어서의 단면도,

도6은 본 발명의 냉각장치의 실시형태l의 냉각 코일의 정면도,

도7은 본 발명의 냉각장치의 스토퍼 구조의 일실시 형태를 도시하는 단면도, 도8은 본 발명의 냉각장치의 실시형태2의 길이방향의 단면도,

도9는 본 발명의 냉각장치의 실시형태3의 수평방향의 단면도,

도10은 도9에 도시한 냉각장치의 수직방향의 단면도,

도11은 종래의 스파이럴·프리져의 일예의 수평방향 단면도,

도12는 도11에 도시한 스파이럴·프리져의 수직방향 단면도,

도13은 도11의 I-I선에 있어서의 단면도,

도14는 종래의 터널·프리져의 일예의 길이방향의 수직 단면도이다.

이하, 본 발명의 냉각장치의 일실시형태에 관해 도면을 이용하여 설명한다.

(실시의 형태1)

본 실시형태는 본 발명을 냉동고로서 이용한 실시형태이다. 도1은 본 실시형태의 전후방향의 수직 단면도이다. 단열 상자체(1)는 외부 상자(2)와 내부 상자(3) 사이에 단열재(4)를 충전하여 형성되어 있다. 도어(5)도 마찬가지로 도어 패널(6)내에 단열재(4)가 충전되어 있다.

고내의 배면측에는 냉각 코일(7)이 세워져 설치되어 있다. 냉각 코일(7)의 앞에는 냉각 팬(8a)과 냉각 팬(8b)(도2)이 배치되어 있다. 냉각 팬(8b)에 대해서는 냉기의 흐름을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 도1에서는 도시를 생략했다.

또한, 고내의 냉각 팬(8a, 8b) 앞부분이 냉동실이고, 식품 재료 재치용 트레이(9)가 설치되어 있다. 트레이(9)는 고내 양측면에 형성된 가이드 레일(10)상에 실려있고, 고 외부로 꺼내는 것이 가능하다.

도2는 도1에 도시한 냉동고 좌우방향의 수직 단면도이다. 트레이(9)의 도시는 편의상 생략하고 있다. 냉각 팬(8a)은 냉각 코일(7)의 상측 반, 냉각 팬(8b)은 냉각 코일(7)의 하측 반에 각각 배치되고, 냉각 팬(8a, 8b)의 중심이 냉각 코일(7)의 동일 대각선상에 위치하도록 배치되어 있다. 냉각 팬(8a, 8b)의 회전방향은 어느것이나 팬 후방의 공기가 팬 전방으로 내뿜도록 설정되어 있다.

도3은 냉각 코일(7)의 상측 반에 있어서의 수평방향의 단면도이다. 냉각 팬(8b)의 도시는 편의상 생략하고 있다. 이하, 도1, 3을 이용하여 고내의 냉기의 순환에 대해 설명한다.

우선, 도3을 이용하여 냉각 코일(7) 부분에 있어서의 수평방향의 냉기의 유동에 관해 설명한다. 냉각 코일(7)에 부분적으로 도시하고 있는 바와같이, 냉각 코일(7)의 냉각 파이프(11)에는 냉각 핀(12)이 형성되어 있다. 냉각 핀(12)은 수평방향에서는 인접하는 냉각 핀(12) 사이에 일정 간격의 간극을 형성하도록 배열되어 있다. 이때문에, 냉각 코일(7)안에서는 냉기는 전후방향 또는 상하방향으로 유동할 수 있다.

냉각 팬(8a)의 회전방향은 팬 후방의 공기가 팬 전방에 내뿜도록 설정하고 있으므로, 냉각 팬(8a) 후방의 냉각 코일(7)의 냉기는 냉각 팬(8a)측으로 흡인되어(화살표 a), 고내로 토출한다(화살표 b).

냉각 팬(8a) 후방의 냉각 코일(7)에는 냉동실에서의 환류공기가 공급된다. 구체적으로 냉동실의 냉기는 냉각 코일(7)의 냉각 팬(8a)이 배치되어 있지 않은 측의 냉각 코일(7)의 전면측(A부)으로부터 흡인되어(화살표 c), 냉각 코일(7)의 배면과 후벽면과의 사이의 간극(13)을 거쳐(화살표 d),냉각 팬(8a) 후방의 냉각 코일(7)로 공급된다. 즉 간극(13)은 흡인냉기를 냉각 팬(8a) 후방으로 유도하는 풍로로서의 역활을 다하고 있다.

간극(13)의 간격이 너무 작으면, 충분한 양의 냉기를 흡인할 수 없다. 반대로 너무 크면, 냉기는 간극(13)으로 확산하고, 냉각 팬(8a) 후방에의 냉기의 유도가 방해되게 된다. 이때문에 간극(13)의 간격은 20∼50mm의 범위가 바람직하다. 이와 같이 A부에서 흡인된 고내 공기는 냉각 코일(7)의 내부를 통과함으로써 다시 냉각되어 냉동실로 토출된다(화살표 b).

냉각 코일(7) 앞부의 환류공기내, 냉각 코일(7)의 내부를 통과하는 것에 대해 설명하였는데, 대부분의 환류공기는 냉각 코일(7)의 내부로는 들어 가지 않고, 냉각 팬(8a) 후방으로 돌아들어가(화살표 e), 다시 냉동실로 토출된다(화살표 b). 이것은 화살표 e로 표시한 것과 같이 냉각 팬(8a) 후방에 직접 돌아들어가는 흡인력이 강력한데 대해, 냉각 팬(8a)이 배치되어 있지 않은 A부에서의 흡인력은 약하기 때문이다.

A부의 흡인력이 약한 것은 A부에는 냉각 팬(8a)의 흡인력이 직접 미치지 못하는 것에 추가하여, 냉각 팬(8a)의 흡인력은 A부뿐만아니라 다른 부분에도 분산되기 때문이다.

즉, 환류공기가 냉각 코일(7)을 지나 냉각 팬(8a) 후방으로 유동하기위해서는 일정한 풍로(냉각 핀(12) 사이의 간극 및 간극(13))를 통과하지 않으면 안되고, 흡인력은 냉각 팬(8a) 옆측의 A부뿐만아니라, 냉각 팬(8a)의 하측 B부(도1)에도 미쳐 광범위하게 분산되기 때문이다.

다음에, 냉동실내의 냉기의 유동에 대해 설명한다. 냉각 팬(8a)에서 도어(5)측으로 향해 토출된 냉기는 도3중의 화살표로 표시한 바와같이 트레이(9)의 플랜지부(14)에 의해 방향을 바꿔, 냉동실의 벽면(15a) 측으로 유동하고, 또한 냉각 코일(7)측으로 유동한다.

토출 냉기가 벽면(15a)측으로 유동하는 것은, 냉각 팬(8a)측인 벽면(15b)측은 냉각 팬(8a)에서 냉기가 내뿜어 지는데 대해, 냉각 팬이 배치되어 있지 않은 벽면(15a)측에서는 대향류가 약하기 때문이다.

냉각 코일(7)의 앞에 환류한 냉기는 냉각 팬(8a) 후방으로 직접 돌아들어가는 것과, 냉각 코일(7)의 내부로 흡인되는 것으로 나뉘어 흐르는데, 상기와 같이 환류냉기의 대부분은 흡인력이 강력한 냉각 팬(8a) 후방으로 직접 돌아들어간다.

냉각 팬(8a)은 팬 후방의 냉기를 냉동실측으로 내뿜도록 회전방향이 설정되어 있으므로, 냉각 팬(8a)에서의 토출류는 냉각 코일(7)의 내부를 거쳐 토출된 것과, 냉각 팬(8a) 후방으로 직접 돌아들어가 토출된 것이 합류한 것이다.

냉각 코일(7)의 내부를 거쳐 토출된 직후의 냉기는 냉각 코일(7)과의 열교환에 의해 냉각되는데 대해, 냉각 팬(8a) 후방으로 직접 돌아들어간 것은 고내 순환에 의해 온도 상승하고, 식품재료로부터 발생한 수증기도 포함하고 있다.

즉, 이들 2종류의 토출 냉기에는 온도차가 있으므로, 합류함에 따라 고내에서는 이들 토출 냉기끼리의 열 교환도 행해진다. 이 열 교환에 의해 냉동실에서 직접 팬 후방으로 돌아들어간 냉기는 냉각기(7)로부터 직접 흡인된 다른쪽 냉기에 의해 냉각되어, 일정량의 수증기도 냉동실내에서 고화되게 된다.

여기서, 유동 속도가 완만하게 되면, 그만큼 토출 냉기끼리의 열 교환 시간도 길어지므로, 냉각 코일(7) 앞부로 환류하기까지 고화되는 수증기량도 많아진다. 예를들면, 본 실시형태에서는 냉각 팬(8a)에서의 토출류는 각 트레이(9)상에 분산하고, 유속은 감속하게 된다.

또한, 상기와 같이 냉각 코일(7)의 냉각 팬(8a)이 배치되어 있지 않은 부분의 흡인력은 냉각 팬(7) 후방에 직접 흡인되는 흡인력보다 약하다. 이때문에, 냉각 코일(7)의 냉각 팬(8a)이 배치되어 있지 않은 부분으로의 흡인류의 유속은 냉각 팬(8a) 후방에 직접 흡인되는 흡인류의 유속에 비해 느려지고, 냉각 코일(7)표면에 접촉하기까지 환류 냉기에 포함되는 수증기의 대부분을 고화시키는 것도 가능해진다.

또한, 냉동실내의 냉기의 대부분은 냉각 코일(7)내를 통과하지 않고 냉동실내를 순환하기 때문에, 냉동실내의 수증기의 대부분은 냉동실내에서 고화되게 된다.

이상과같이, 냉각 코일(7)에의 환류 냉기는 냉각 팬(8a) 후방으로 직접 흡인되는 흡인류에 비해 유량이 적은데 추가하여 냉각 코일(7)에 환류하기 전에 대부분의 수증기를 제거시킬 수 있으므로, 이 경우는 환류냉기가 냉각 코일(7)내부를 통과해도 냉각 코일(7)에의 서리 맺힘량은 현저하게 적어지게 된다.

냉각 팬(8a)에 의한 냉기의 유동에 대해 설명했는데, 냉각 팬(8b)에 의한 냉기의 유동에대해서도 마찬가지이다. 단지 냉각 팬(8b)은 냉각 코일(7)의 좌우방향에 대해 보면, 냉각 팬(8a)의 반대측에 배치되어 있으므로, 냉각 팬(8b)에 의한 냉기의 유동방향과, 냉각 팬(8a)에 의한 냉기의 유동방향과는 냉동실 전후방향의 중심선에 대해 좌우 대칭으로 된다.

다음에, 도1을 이용하여 냉각 코일(7)에 있어서의 냉각 팬(8a)에 의한 수직방향의 냉기의 유동에 대해 설명한다. 냉각 코일(7)의 내부에서 냉각 핀간의 간극을 냉기는 상하방향으로 유동할 수 있다. 따라서, 냉각 코일(7)의 냉각 팬(8a)측에서는 냉각 팬(8a)의 흡인력에 의해, 흡인공기는 상방으로 이동하고(화살표 e), 냉각 팬(8a)에 흡인된다(화살표 f).

마찬가지로 냉각 코일(7) 후방의 간극(13)에 있어서도, 흡인공기는 상방으로 이동한다(화살표 g). 냉각 코일(7) 하측의 냉각 팬(8a)이 배치되어 있지 않은 부분(B부)에서는 냉각 팬(8a) 및 냉각 팬(8b)의 양 팬에 의해, 냉동실내 공기가 흡인되는데(화살표 h), 냉각 코일(7)내로 들어간 후는 간극(13)을 냉각 팬(8b)측으로 이동하고, 냉각 팬(8b)에 흡인되는 것과, 상방으로 이동하여 냉각 팬(8a)에 흡인되는 것으로 나뉘어 흐른다.

또한, 도3을 이용하여 설명한 수평 방향의 유동과 같이, 냉동실내로부터 냉각 코일(7)에의 환류공기의 대부분은 냉각 코일(7)의 내부로는 들어 가지 않고, 냉각 팬(8a) 후방으로 돌아들어가고(화살표 I), 다시 냉동실로 토출된다(화살표 j).

냉각 팬이 배치되어 있지 않은 B부에서의 흡인력은 냉각 팬(8a) 후방의 흡인력에 비해 약하고, 환류 냉기의 흐름은 느리다. 이것은 도1의 A부의 경우와 마찬가지로, 냉각 코일(7)을 거쳐 냉각 팬(8a) 후방으로 유동하기 위해서는 일정한 풍로(냉각 핀(12) 사이의 간극 및 냉각 코일 후방의 간극(13))를 통과하지 않으면 안되는데 대해, 냉각 팬(8a) 후방으로는 냉동실내의 공기를 직접 흡인할 수 있으므로, 흡인력이 강력하기 때문이다.

이와 같이, 도3을 이용하여 설명한 냉기의 유동과 같이, 냉각 코일(7)에의 환류냉기는 냉각 팬(8a) 후방으로 직접 흡인되는 흡인류에 비해 유량이 적은데 추가하여, 냉각 코일(7)에 환류하기 전에 대부분의 수증기를 제거시킬 수 있으므로, 환류냉기가 냉각 코일(7) 내부를 통과하더라도 냉각 코일(7)에의 서리 맺힘량은 현저하게 적어지게 된다.

냉각 팬(8a)측의 냉각 코일(7)부의 흡인공기의 유동에 대해 설명했는데, 냉각 팬(8b)측에 대해서도 상하 관계가 반대로 되지만, 흡인공기의 유동은 냉각 팬(8a)측과 동일하다.

상기 실시형태에서 냉각 팬(8a, 8b)은 냉각 코일(7)과 수평이 되도록 배치한 경우에 대해 설명했는데, 도3의 2점 쇄선으로 표시한 냉각 팬(16)과 같이 냉각 팬을 냉각 코일(7)에 대해 일정 각도를 가지도록 경사지게 해도 된다.

냉각 팬으로부터 냉기는 일정한 넓이를 가지고 방사상에 토출되므로, 토출 냉기의 일부는 벽면(15b)과 충돌하고, 벽면(15b)에 따라 흐른다(화살표 kl, k2). 트레이(9)상의 식품 재료를 보다 효율적으로 냉각시키기 위해서는 토출 냉기는 트레이(9)상을 흐르는 것이 바람직하고, 냉각 팬을 경사지게함으로써 벽면(15b)측의 토출 냉기의 흐름은 트레이(9)상을 직진하게(화살표 m) 된다.

한편, 벽면(15a)측의 토출 냉기는 벽면(15a)측으로 퍼져 토출(화살표 n) 되므로, 트레이(9)상의 식품재료를 보다 광범위하게 냉각시킬 수 있다. 이와 같이 냉각 팬을 경사지게 하여 트레이(9)상의 식품재료를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 냉각 팬을 2개 이용한 경우를 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 예를들면 고내를 상하 2단으로 나누어 상측 반에 2개, 하측 반에 2개, 합계 4개의 냉각 팬을 이용해도 된다.

또한, 냉각 코일을 배면에 세워 설치한 경우에 대해 설명했는데, 냉각 코일을 다시 고내의 양측면에 세워 설치해도 된다.

이상과같이 본 실시형태의 냉동고에서는 냉각 코일에의 서리 맺힘을 현저하게 저감시킬 수 있어 냉각성능에 영향을 주는 냉각 코일에의 서리 맺힘을 방지할 수 있다. 이때문에, 정상 상태 즉 냉각 운전중에는 서리 제거용 히터에 의한 냉각 코일의 가열은 필요하지 않으므로, 히터 가열에 의한 냉각실의 온도상승이 없고, 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 관한 냉각장치는 냉장고, 냉동고, 냉동장치, 자동 판매기용 냉각장치, 보냉고, 또는 냉동차에 유용하다. 냉장고, 냉동고는 가정용이어도 되고, 보냉고에는 예를들면 냉장 창고가 있다.

실시예로서, 상기 실시형태와 동일한 팬 배열(팬 상하 2개)로 전 7단의 트레이를 구비한 냉동고를 이용하여 각 부의 풍속을 측정했다. 측정점, 측정결과를 이하의 표1에 표시한다. 또한, 측정점 F1, F2, C1, C2는 도2에 도시하고 있다. 또한, 팬 회전수는 1700rpm(2개 공통)으로 하고, 회전방향은 냉기를 냉동실내에 토출시키는 방향으로 했다.

＜표1＞

Fl(상측 팬 앞) : 5.7m/분

F2(하측 팬 앞) : 4.6m/분

C1(상측 팬 옆의 냉각 코일 앞) : 3.3m/분

C2(하측 팬 옆의 냉각 코일 앞) : 2.lm/분

Tl(트레이 2단째 중앙부) : 0.7∼1.3m/분

T2(트레이 5단째 중앙부) : 0.7∼2.0m/분

T3(트레이 7단째 중앙부) : 0.7∼1.3m/분

Cl, C2에서 풍속의 방향은 냉각기로 냉기가 흡인되는 방향이었다.

또한, 트레이 전단에 약 80℃의 열탕을 저장해 냉각 운전한 바, 전단의 제빙이 완료한 시점에서 냉각 코일 1부의 파이프에만 파이프 표면을 덮는 서리를 볼 수 있었는데, 그 밖의 부분에서 서리는 볼 수 없었다.

이상의 측정결과에서 본 실시예의 트레이 상부 및 팬이 없는 부분의 풍속은 냉각 코일 표면에 달하기까지 냉동실내의 수증기를 고화시키는데 충분히 가능한 속도라고 할 수 있다.

(실시의 형태2)

도4는 실시형태2에 관한 냉각장치의 수평방향의 단면도를 도시하고 있다. 실시형태2의 냉각장치는 단열 상자체내를 나선상으로 이동하고 있는 벨트상의 식품을 냉동시키는 스파이럴·프리져에 관한 것이다. 종래예와 같이 단열 상자체(2l)내의 드럼용 케이스(48)내에는 외주에 벨트 구동판(28)이 나선상으로 부착된 회전 드럼(27)이 설치되어 있다. 드럼용 케이스(48)에 의해 단열 상자체(21)내는 냉각 공간(62)과 내벽측 공간(63)으로 나뉘어 있다. 드럼용 케이스(48)는 예를들면 스테인레스판을 이용하여 형성된다.

식품 반송 방법은 종래예와 동일하고, 식품 반입구(24)에서 반입된 식품은 회전 드럼(27)의 회전에 따른 벨트(29)의 이동(화살표a 방향)에 의해 벨트 구동판(28)의 상단측으로 이동한다. 벨트 구동판(28)의 최상단까지 도달한 식품은 다시 화살표b 방향으로 이동하여 식품 반출구(25)에 도달하여 반출용 벨트(30)에 의해 장치외로 반출된다. 이러한 식품의 상방으로의 이동과정에서 식품은 냉각된다.

냉각 팬(49a, 49b)은 벨트 구동판(28)에 조합되어 있는 벨트(29)에 인접하고, 냉각 코일(50a, 50b)의 앞에 배치되어 있다. 냉각 코일(50a)의 측판(51a)과 드럼용 케이스(48) 사이 및 냉각 코일(50b)의 측판(51d)과 드럼용 케이스(48)의 사이에는 각각 측판(52a, 52b)이 부착되어 있다.

또한, 냉각 코일(50a)의 측판(51b)과 냉각 코일(50b)의 측판(51c)의 사이에는 측판(53)이 부착되어 있다. 또한, 각 냉각 코일(50a, 50b)의 배면에는 각각 배면판(54a, 54b)이 근접하고 있다.

또한, 측판(51a∼51d)은 냉각 코일과 일체로 형성되어 있으므로, 상세한 도시는 생략한다. 또한, 측판(52a, 52b, 53)의 형성은 드럼용 케이스(48)를 가공하여 형성한 것이어도 되고, 드럼용 케이스(48)와는 별도의 판을 접합한 것이어도 된다.

도5는 도1의 II-II선에 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 도12, 13과 동일하게, 식품 반송용 드럼(48)의 부착용 기둥, 구동용 모터의 도시는 생략하고 있다. 냉각 코일(50b)의 상측에는 천판부(天板部)(55)가, 하측에는 저판부(56)가 형성되어 있다. 냉각 코일(50a)에 대해서도 마찬가지이다. 천판부(55) 및 저판부(56)는 드럼용 케이스(48)와 일체로 도시하고 있지만, 독립된 천판부(55) 및 저판부(56)를 드럼용 케이스(48)에 접합한 것이어도 된다.

또한 종래예와 같이 벨트 구동판(28)의 최하단부에서 최상단부까지 균등하게 냉기를 송풍시키기 위해 냉각 코일(50b)의 높이를, 벨트 구동판(28)의 최하단부에서 최상단부까지의 높이와 거의 동일하게 하고, 복수의 냉각 팬(49b)을 냉각 코일(50b)의 거의 전면에 배치하고 있다(도3). 냉각 코일(50a)에 대해서도 동일하다.

냉각 팬(49a, 49b)의 회전방향은 냉각 팬 후방의 공기가 직접 팬 전방으로 내뿜도록 설정하고 있다. 이러한 냉각 팬의 회전방향이면, 내벽측 공간(63)의 공기는 냉각 팬(49a, 49b)의 후방으로 흡인되며, 냉각 공간(62)에 내뿜게 된다.

즉, 내벽측 공간(63)의 공기는 냉각 팬의 흡인력에 의해, 도1의 화살표 h3으로 표시한 바와같이 냉각 코일(50a, 50b)의 배면과 각 배면판(54a, 54b)의 내벽면 사이의 간극(67a, 67b)에서 각 냉각 코일 내부로 들어가고, 냉각 코일 내부를 통과하면서 냉각되어, 냉각 공간(62)에 내뿜어진다. 마찬가지로 도5의 화살표 h4로 표시하는 바와같이 냉각 코일(50a, 50b)의 상하면으로부터도 내벽측 공간(63)의 공기가 각 냉각 코일 내부로 들어가, 냉각 코일 내부를 통과하면서 냉각되어 냉각 공간(62)에 내뿜어진다.

이하, 냉각 공간(62)과 냉각 코일(50a, 50b) 사이의 냉기의 유동에 대해 구체적으로 설명한다. 냉각 코일(50a)측과 냉각 코일(50b)측의 냉기의 유동은 동일하므로, 이하 냉각 코일(50b)측을 예로 설명한다. 도3에 도시한 냉각 코일(7)과 같이, 냉각 코일(50b)에 대해서도 냉각 코일의 냉각 파이프에는 냉각 핀이 형성되어 있다. 이 때문에 냉각 코일(50b)속에서 냉기는 전후방향 또는 상하방향으로 유동할 수 있다.

냉각 팬(49b)의 회전방향은 팬 후방의 공기가 팬 전방으로 내뿜도록 설정되어 있으므로, 냉각 팬(49b) 후방의 냉각 코일(50b)내의 냉기는 냉각 팬(49b)측으로 흡인되어, 냉각공간(62)으로 토출된다(화살표 h).

냉각 팬(49b) 후방의 냉각 코일(50b)에는 냉각 공간(62)으로부터의 환류 공기가 공급된다. 구체적으로는 냉각 공간(62)의 냉기는 냉각 코일(50b)의 냉각 팬(49b)이 배치되어 있지 않은 측의 전면측(도6 참조)으로부터 흡인되며, 냉각 코일 배면과 후벽면 사이의 간극(67b)을 거쳐 냉각 팬(49b)후방의 냉각 코일(50b)로 다시 공급된다. 즉 간극(67b)은 흡인 냉기를 냉각 팬(49b)후방으로 유도하는 풍로로서의 역활을 다하고 있다.

간극(67b)의 간격이 너무 작으면, 충분한 양의 냉기를 흡인할 수 없다. 반대로 너무 크면, 냉기는 간극(67b)에서 확산하여, 냉각 팬(49b) 후방으로의 냉기의 유도가 방해되게 된다. 이때문에 간극(67b)의 간격은 20∼50mm의 범위가 바람직하다.

이와 같이 냉각공간(62)측에서, 냉각 코일(50b)내로 흡인된 냉기는 간극(67b)을 거쳐 냉각 코일(50b)의 내부를 통과함으로써, 다시 냉각되어 냉동실로 토출된다.

냉각 코일(50b) 앞부의 환류 공기내, 냉각 코일(50b)의 내부를 통과하는 것에 대해 설명했는데, 대부분의 환류공기는 냉각 코일(50b)의 내부로는 들어 가지 않고, 냉각 팬(49b) 후방으로 돌아들어가고(화살표 i, k), 다시 냉동실로 토출된다(화살표 h). 이것은 화살표 i, k로 표시하는 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 돌아들어가는 흡인력이 강력한데 대해, 냉각 팬(49b)이 배치되지 않은 부분의 흡인력은 약하기 때문이다.

이와 같이 흡인력이 약한 것은 냉각 팬(49b)이 배치되지 않은 부분에는 냉각 팬(49b)의 흡인력이 직접 미치지 못하는데 추가하여, 냉각 코일(50b)을 사이에 둔 냉각 팬(49b)의 흡인력은 광범위하게 분산되기 때문이다.

즉, 환류공기가 냉각 코일(7)을 거쳐 냉각 팬(49b) 후방으로 유동하기 위해서는 일정한 풍로(냉각 핀사이의 간극 및 간극(67b))를 통과하지 않으면 안되고, 흡인력은 냉각 팬(49b) 옆측의 부분뿐만아니라, 냉각 팬(49b)의 하측 부분(도6 참조)에도 미치고, 광범위하게 분산되기 때문이다.

또한, 냉각 공간(62)으로 내뿜은 냉기의 대부분은 드럼(27)의 외벽에서 반사함으로써 냉각 코일(50b)의 앞에 환류한다(화살표 i, k). 즉, 냉각 코일(50b)의 앞에 환류한 냉기는 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 돌아들어가는 것과, 냉각 코일(50b)의 내부로 흡인되는 것으로 나뉘어 흐르는데, 상기와 같이 환류 냉기의 대부분은 흡인력이 강력한 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 돌아들어간다.

냉각 팬(49b)은 팬 후방의 냉기를 냉동실측으로 내뿜도록 회전방향이 설정되어 있으므로, 냉각 팬(49b)으로부터의 토출류는 냉각 코일(50b)의 내부를 거쳐 토출된 것과, 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 돌아들어가 토출된 것이 합류한 것이다.

냉각 코일(50b)의 내부를 거쳐 토출된 직후의 냉기는 냉각 코일(50b)와의 열교환에 의해 냉각되는데 대해, 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 돌아들어간 것은 고내 순환에 의해 온도 상승하고, 식품재료로부터 발생한 수증기도 포함하고 있다.

즉, 이들 2종류의 토출 냉기에는 온도차가 있으므로, 합류함에 따라 고내에서는 이들 토출 냉기끼리 열 교환도 행해진다. 이 열 교환에 의해, 냉각 공간(62)으로부터 직접 팬 후방으로 돌아들어간 냉기는 냉각 코일(50b)에서 직접 흡인된 다른쪽 냉기에 의해 냉각되며, 일정량의 수증기도 냉동실내에서 고화되게 된다.

여기서, 유동 속도가 느리면, 그만큼 토출 냉기끼리의 열 교환 시간도 길어지므로, 냉각 코일(50b) 앞부로 환류하기까지 고화되는 수증기량도 많아진다. 예를들면, 본 실시형태에서는 냉각 팬(49b)에서의 토출류는 벨트 구동판(28)의 각 단상(도5 참조)으로 분산하고, 유속은 감속하게 된다.

또한, 상기와 같이 냉각 코일(50b)의 냉각 팬(49b)이 배치되어 있지 않은 부분의 흡인력은 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 흡인되는 흡인력보다 약하다. 이때문에, 냉각 코일(50b)의 냉각 팬(49b)이 배치되어 있지 않은 부분으로의 흡인류의 유속은 냉각 팬(49b) 후방에 직접 흡인되는 흡인류의 유속에 비해 느리고, 냉각 코일(50b) 표면에 접촉하기까지 환류 냉기에 포함되는 수증기의 대부분을 고화시키는 것도 가능해진다.

또한, 냉각 공간(62)내의 냉기의 대부분은 냉각 코일(50b)내를 통과하지 않고, 냉각 공간(62)내를 순환하므로, 냉각 공간(62)내의 수증기의 대부분은 냉각 공간(62)내에서 고화되게 된다.

또한, 상기와 같이 냉각 팬(49b)의 회전방향은 냉각 코일측의 공기를 냉각 팬 전방으로 내뿜는 방향이므로, 내벽측 공간(43)내의 공기도 냉각 코일(50b)의 배면 및 상하면에서 흡인되고, 냉각 팬(49b)을 거져 냉각 공간(62)으로 내뿜어진다. 내벽측 공간(43)으로는 냉각 공간(62)의 냉기가 통풍구멍을 통해 공급된다(화살표 hl).

즉, 내벽측 공간(43)은 냉기가 유동하므로 저온 상태로 되고, 또한 스테인레스판 등의 드럼용 케이스도 냉각되므로, 이와 인접하는 내벽측 공간(43)의 냉기도 냉각되게 된다. 따라서, 내벽측 공간(43)의 냉기는 수분량이 저하하면서 유동하게 된다.

이상과 같이, 냉각 코일(50b)에의 환류냉기는 냉각 팬(49b) 후방으로 직접 흡인되는 흡인류에 비해 유량이 적은데 추가하여, 냉각 코일(50b)에 환류하기전에 대부분의 수증기를 제거시킬 수 있으므로, 이 경우는 환류 냉기가 냉각 코일(50b) 내부를 통과하더라도 냉각 코일(50b)에의 서리 맺힘량은 현저하게 적어지게 된다.

또한, 각 냉각 팬은 냉각 코일의 앞에 배치되고, 또한 각 냉각 팬 전방에는 토출 냉기를 유도하는 풍로를 특별히 설치하고 있지 않으므로, 토출 냉기는 팬 직경에 대해 일정한 넓이를 가지고 내뿜어진다. 이 때문에 본 실시형태와 같이 복수의 냉각 팬을 구비한 것에서는 각 냉각 팬으로부터의 토출 냉기도 서로 합쳐지므로, 급속 냉각에 적합하다.

또한, 냉각 팬(49a, 49b)은 벨트(29)에 인접하고 있으므로, 냉각 팬으로부터의 냉기는 식품(38)에 직접 내뿜어져, 이 점에서도 급속냉각에 적합하다.

또한, 냉각 코일의 전면부에 냉각 팬을 복수개 배치하는 경우에는 냉각 팬으로부터 내뿜은 냉기가 교차하도록 각 냉각 팬을 냉각 코일에 대해 경사지게 부착하면, 식품에 냉기를 집중시킬 수 있는 급속냉각의 점에서 보다 유리하다.

또한, 본 실시형태에서는 종래예와 같은 환류공기의 순환용 풍로로서의 스페이스를 별도 설치할 필요가 없다. 또한, 냉각 팬(49a, 49b)은 벨트 구동판(28)에 조합된 벨트(29)에 인접하고, 냉각 팬(49a, 49b)에서의 냉기는 드럼용 케이스(48)내에 직접 내뿜어지므로, 종래예와 같은 토출 냉기의 순환용 풍로로서의 스페이스도 필요없다.

따라서, 본 실시형태와 같은 스파이럴·프리져에서는 냉각 유닛부가 드럼용 케이스(48)에 대해 연장되는 스페이스가 적어도 되 스페이스를 줄일 수 있다.

도4는 냉각 코일을 2개 이용한 경우를 나타냈는데, 필요한 냉각 능력에 따라 1개라도 되고, 3개 이상이어도 된다. 냉각 코일은 벨트 구동판(28)의 외주에 따라 배열되어 순차 증가시킬 수 있다. 이러한 배열에서는 냉각 코일의 길이방향의 연장을 억제하면서 벨트 구동판(28)의 외주 스페이스를 유효하게 이용할 수 있으므로, 일정 한도까지는 냉각 코일의 개수를 증가시켜도 설치 스페이스가 대폭 넓어지지는 않는다.

즉 상기와 같이 냉각 유닛의 개수를 증가시켜도 설치 스페이스가 대폭 넓어지는 일은 없으므로, 스페이스를 줄일 수 있고 급속 냉각의 능력도 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 냉각장치는 예를들면 생선토막을 5℃에서 -5℃까지 냉동시키는 경우에 이용할 수 있다. 또한, 예를들면 80℃정도로 구운 식빵 등을 10∼20℃정도까지 냉각시키는 경우에 이용할 수 있다. 반출구 부분의 식품의 온도 조절은 회전 드럼의 회전 스피드의 조절에 의해 가능하다.

특히, 냉동용으로서 이용하는 경우에는 냉각 코일에 서리 맺힘 저감의 효과가 현저하다. 즉, 본 실시형태의 냉각장치는 상기와 같이 냉각 팬으로부터의 냉기를 직접 식품에 내뿜을 수 있으므로, 급속냉각이 가능하고, 단시간에 식품표면에 엷은 얼음막(아이스 배리어)이 형성된다.

또한, 냉각공간내는 아이스 배리어(ice barrier) 형성전의 식품의 수분 증발에 의해 즉시 포화 증기압에 달한다. 이때문에, 식품은 냉각개시초기 단계에서 수분증발이 방지되게 되어, 냉각공간내는 건조공기가 순환하게 되고, 냉각 코일에의 서리 맺힘은 거의 없어진다.

또한, 벨트(29)는 나선상으로 경사면을 이동하기 때문에, 냉각 운전중에 벨트(29)가 동결하면 싣고 있는 식품이 미끄러지기 쉽다. 이 때문에, 도7에 도시한 바와같이 벨트(29)상에 스토퍼(57)를 설치하여 식품(38)의 미끄러짐을 방지할 수 있다.

(실시형태3)

도8은 실시형태3에 관한 냉각장치의 길이방향의 수직 단면도를 도시하고 있다. 실시형태3은 스파이럴·프리져에 관한 것이다. 식품의 반송상태를 이해하기 쉽게 하기위해 회전 드럼의 중심선상의 단면도와 식품 반입구(24)부, 식품 반출구(25)부의 단면도를 겹치고 있다.

실시형태3의 스파이럴·프리져는 회전 드럼을 2개 이용한 것이고, 실시형태2의 스파이럴·프리져에 대해 회전 드럼(27a)이 추가되어 있다. 실시형태2와 같이, 회전 드럼(27a)은 드럼용 케이스(48a)내에 수납되고, 샤프트(26a)를 중심으로 회전 드럼(27)과 동일 방향으로 회전한다.

회전 드럼(27a)에는 벨트 구동판(28a)이 나선상으로 부착되어 있다. 벨트 구동판(28, 28a) 상에는 벨트(29)가 실려지고, 벨트(29)는 최상단부의 벨트 구동판(28)으로부터 인접하는 최상단부의 벨트 구동판(28a)에 걸쳐져 있다. 또한 벨트 구동판(28)의 나선 방향은 실시형태1과 같고, 벨트 구동판(28a)의 나선 방향은 벨트 구동판(28)의 나선 방향과는 반대이다.

이에 따라 회전 드럼(27) 및 (27a)가 동일 방향으로 회전하면, 벨트 구동판(28)상의 벨트는 벨트 구동판(28)의 하단으로부터 상단방향으로 이동하는데 대해 벨트 구동판(28a)상의 벨트(29)는 벨트 구동판(28a)의 상단으로부터 하단방향으로 이동한다. 도시는 하지 않지만, 회전 드럼(27)부와 동일하게 회전 드럼(27a)부에도 냉각 코일, 냉각 팬이 설치되어 있다.

이상과 같은 구성에 의해, 식품 반입구(24)로부터 벨트(29)상에 실린 식품(38)은 회전 드럼(27)의 회전에 의해, 벨트 구동판(28)의 하단으로부터 상단방향으로 이동하고, 최상단부로 이동한 후는 벨트 구동판(28a)의 최상단부로 이동한다. 또한 상기와 같이 회전 드럼(27b)부에서 식품(38)은 벨트 구동판(28a)의 상단으로부터 하단방향으로 이동한다. 벨트 구동판(28a)의 최하단부에 도달한 식품(38)은 식품 반출 벨트(30a)에 의해 장치외로 반출된다.

실시형태2에 관한 스파이럴·프리져에서는 회전 드럼이 l개인 경우에 비해 높은 냉각 능력을 확보할 수 있다. 즉, 회전 드럼(27, 27a)부를 이동중에는 식품(38)은 계속 냉각되므로, 식품 단체의 크기가 큰 경우나, 투입시의 온도가 높은 경우에 유리하다.

또한, 식품(38)은 장치내를 한쪽 회전 드럼에 의해 상승한 후에, 다른쪽 회전 드럼에 의해 하강하므로, 식품 반입구(24)와, 식품 반입구(25)의 높이 방향의 위치를 거의 동일하게 할수있다. 이에 따라, 장치외에서 일단 상승한 식품(38)을 하강시키기 위한 벨트가 불필요하므로, 장치외에서는 설비상의 간략화를 도모할 수 있다.

(실시형태4)

도9는 실시형태4에 관한 냉각장치의 수평방향 단면도를 도시하고 있다. 본 실시형태는 단열 상자체내를 수평방향으로 이동하고 있는 벨트상의 식품을 냉동시키는 터널·프리져에 관한 것이다. 도10은 도9에 도시한 터널·프리져의 수직방향의 단면도를 도시하고 있다.

종래예와 같이, 단열 상자체(39)내를 벨트(44)가 화살표m 방향으로 이동하여 식품(47)이 반송된다. 또한 도9, 10은 부분적으로 밖에 도시하지 않고 있지만, 도14에 도시한 종래예와 같이 단열 상자체(39)의 길이방향의 양단부에는 식품 반입구(45),식품 반출구(46)에 상당하는 부분이 구비되어 있다.

냉각 팬(58a, 58b)은 벨트(44)에 인접하고, 각각 냉각 코일(59a, 59b)의 앞에 배치되어 있다. 또한, 냉각 코일(59a, 59b)의 배면 및 상하면에는 단열 상자체(39) 등의 내벽이 근접하고 있다(도 10).

단열 상자체(39)내는 칸막이판(64)에 의해 냉각 공간(65)과 내벽측 공간(66)으로 구분되어 있다. 칸막이판(64)에는 예컨대 스테인레스판을 이용한다. 칸막이판(64)의 상측 단면과 단열 상자체(39)의 천면과의 사이 및 칸막이판(64)의 하측 단면과 냉각 코일 부착판(61)(도10)의 사이에는 냉각 공간(65)의 공기를 내벽측 공간(66)으로 유입시키기 위한 간극이 형성되어 있다. 이 칸막이판(64) 상하 간극폭은 각각 20∼50mm의 범위가 바람직하다. 이 칸막이판(64)의 개구부분의 내주부에는 냉각 코일(59a, 59b)의 각 측판(60a∼60d)의 전면측 부분이 닿아 있고, 각 냉각 코일은 내벽측 공간(66)측에 배치되어 있다.

본 실시형태에서 냉각 팬(58a) 및 냉각 팬(58b)은 벨트(44)를 사이에 두고 대향하고 있다. 냉각 팬(58a, 58b)은 모두 냉각 팬 후방의 공기가 벨트(44)측(화살표n 방향)으로 직접 내뿜도록 회전방향이 설정되어 있다.

또한, 본 실시형태에서 냉각 팬은 냉각 코일 1개에 대해 2개 이용한 예를 나타내고 있고, 도2에 도시한 배열과 같이, 한쪽 냉각 팬은 냉각 코일의 상측 반, 다른쪽 냉각 팬은 냉각 코일의 하측 반에 각각 배치되고, 각 냉각 팬의 중심이 냉각 코일의 동일 대각선상에 위치하도록 배치되어 있다.

대향하는 냉각 팬(58a, 58b)에서 내뿜어진 냉기는 벨트(44)상에서 부딪치게 된다. 이와 같이, 양 팬으로부터 내뿜은 냉기에 의해 벨트(44)와 함께 이동하고 있는 식품(47)은 냉각되게된다.

도9에서는 1그룹의 상호 대향하는 냉각 유닛밖에 나타내고 있지 않지만, 벨트(44)의 길이 방향에 따라 복수 그룹의 냉각 유닛이 설치되어 있다. 따라서, 식품(47)은 화살표m 방향으로 진행함에 따라 순차 냉각이 진행되고 식품 반출부에 도달하기까지 냉동이 완료되게 된다.

이하, 냉각 공간(65)과 냉각 코일(59a, 59b) 사이의 냉기의 유동에 대해 구체적으로 설명한다. 냉각 코일(59a)측과 냉각 코일(59b)측의 냉기의 유동은 동일하므로, 이하 냉각 코일(59b)측을 예로 설명한다. 도3에 도시한 냉각 코일(7)과 같이, 냉각 코일(59b)에 대해서도 냉각 코일의 냉각 파이프에는 냉각 핀이 형성되어 있다. 이때문에, 냉각 코일(59b)중에서 냉기는 전후 방향(냉각 공간(65)으로부터 내벽측 공간(66)으로 향하는 방향 또는 그 역방향) 또는 상하방향(냉각 코일이 세워 설치되는 방향)으로 유동할 수 있다.

냉각 팬(58b)의 회전방향은 팬 후방의 공기가 팬 전방으로 내뿜어지도록 설정하고 있으므로, 냉각 팬(58b) 후방의 냉각 코일(59b)의 냉기는 냉각 팬(58b)측으로 흡인되어(화살표 t), 냉각 공간(65)으로 토출된다(화살표 n).

냉각 팬(58b) 후방의 냉각 코일(59b)에는 냉각 공간(65)으로부터의 환류공기가 공급된다. 구체적으로는 냉각 공간(65)의 냉기는 냉각 코일(59b)의 냉각 팬(58b)이 배치되어 있지 않은 측(도2의 Cl부에 상당)의 냉각 코일(59b)의 전면측에서 흡인되어(화살표 u), 냉각 코일 배면과 후벽면사이의 간극(68b)을 거쳐 냉각 팬(58b) 후방의 냉각 코일(59b)로 공급된다. 즉 간극(68b)은 흡인 냉기를 냉각 팬(58b) 후방으로 유도하는 풍로로서의 역활을 다한다.

간극(68b)의 간격이 너무 작으면, 충분한 양의 냉기를 흡인할 수 없다. 반대로 너무 크면, 냉기는 간극(68b)에서 확산하고, 냉각 팬(58b) 후방에의 냉기의 유도가 방해되게 된다. 이때문에 간극(68b)의 간격은 20∼50mm의 범위가 바람직하다.

이와 같이 냉각공간(65)측에서 냉각 코일(59b)로 흡인된 냉기는 냉각 코일(59b)의 내부를 통과하고, 다시 냉각되어 냉동실로 토출된다.

냉각 코일(59b) 앞부의 환류 공기내, 냉각 코일(59b)의 내부를 통과하는데 대해 설명했는데, 대부분의 환류공기는 냉각 코일(59b)의 내부로는 들어 가지 않고, 냉각 팬(58b) 후방으로 돌아들어가고(화살표 p, s, r), 다시 냉각공간(65)으로 토출된다(화살표 n). 이것은 화살표 p, s, r로 표시한 것과 같이 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 돌아들어가는 흡인력이 강력한데 대해, 냉각 팬(58b)이 배치되어 있지 않은 부분에 있어서의 흡인력은 약하기 때문이다.

이와 같이 흡인력이 약한 것은 냉각 팬(58b)이 배치되어 있지 않은 부분에는 냉각 팬(58b)의 흡인력이 직접 미치지 못하는데 추가하여 냉각 코일(59b)을 사이에 둔 냉각 팬(58b)의 흡인력은 광범위하게 분산되기 때문이다.

즉, 환류공기가 냉각 코일(59b)을 거쳐 냉각 팬(58b) 후방으로 유동하기 위해서는 일정한 풍로(냉각 핀사이의 간극 및 냉각 코일 후방의 간극(68b))를 통과하지 않으면 안되고, 흡인력은 냉각 팬(58b)의 옆측 부분뿐만아니라, 냉각 팬(58b)의 상하측 부분(도2 참조)에도 미쳐 광범위하게 분산되기 때문이다.

또한, 각 냉각 팬(58a, 58b)에서 냉각 공간(65)으로 내뿜은 냉기의 대부분은 대향하는 냉각 팬으로부터 내뿜어진 냉기와 벨트(24)상에서 서로 부딪친다. 냉각 팬(58a, 58b)에는 공기를 팬 후방에 밀어넣는 흡인력이 있으므로, 벨트(44)상의 냉기는 냉각 코일(59a, 59b)측으로 흡인된다. 냉각 코일(59b)의 앞에 환류한 냉기는 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 돌아들어가는 것과, 냉각 코일(59b)의 내부로 흡인되는 것으로 나뉘어 흐르지만, 상기와 같이 환류냉기의 대부분은 흡인력이 강력한 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 돌아들어간다.

냉각 팬(58b)은 팬 후방의 냉기를 냉각공간(65)으로 내뿜도록 회전 방향이 설정되어 있으므로, 냉각 팬(58b)에서의 토출류는 냉각 코일(59b)의 내부를 거쳐 토출된 것과, 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 돌아들어가 토출된 것이 합류한 것이다.

냉각 코일(59b)의 내부를 거쳐 토출된 직후의 냉기는 냉각 코일(59b)과의 열 교환에 의해 냉각되어 있는데 대해, 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 돌아들어가 토출된 것은 고내 순환에 의해 온도가 상승하고, 식품재료로부터 발생한 수증기도 포함하고 있다.

즉, 이들 2종류의 토출 냉기에는 온도차가 있으므로, 합류됨으로써 고내에서는 이들 토출 냉기끼리의 열 교환도 행해진다. 이 열교환에 의해, 온도 상승한 상태에서 다시 냉동실내로 토출된 냉기는 냉각 코일(59b)에서 직접 흡인된 다른쪽 냉기에 의해 냉각되어, 일정량의 수증기도 냉각 공간(65)에서 고화되게 된다.

여기서, 유동 속도가 느리게 되면, 그만큼 토출 냉기끼리의 열 교환시간도 길어지므로, 냉각 코일(59b) 앞부로 환류하기 까지 고화되는 수증기량도 많아진다. 예컨대, 본 실시형태에서는 각 냉각 팬(58a, 58b)에서 냉각공간(65)에 내뿜어진 냉기의 대부분은 대향하는 냉각 팬으로부터 내뿜어진 냉기와 벨트(44)상에서 부딪치므로, 각 냉각 팬으로부터의 토출류의 유속은 감속되게 된다.

또한, 상기와 같이 냉각 코일(59b)의 냉각 팬(58b)이 배치되어 있지 않은 부분의 흡인력은 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 흡인되는 흡인력보다 약하다. 이때문에, 냉각 코일(59b)의 냉각 팬(58b)이 배치되어 있지 않은 부분에의 흡인류의 유속은 냉각 팬(58b) 후방으로 직접 흡인되는 흡인류의 유속에 비해 느리고, 냉각 코일(59b) 표면에 접촉하기 까지 환류 냉기에 포함되는 수증기의 대부분을 고화시키는 것도 가능해진다.

또한, 냉각 공간(65)내의 냉기의 대부분은 냉각 코일(59b) 내를 통과하지 않고, 냉각 공간(65)내를 순환하므로, 냉각 공간(65)내의 수증기의 대부분은 냉각 공간(65)내에서 고화되게 된다.

또한, 벨트(44)상에 내뿜어진 냉기는 대향하는 칸막이판(64)에 의해 반사하여 환류하는 것도 있다. 칸막이판(64) 앞에 환류한 냉기의 대부분은 칸막이판(64)에 충돌하여, 칸막이판(64)측에 따라 상하의 간극부로 이동하여, 칸막이판(64)의 상하 간극을 통과하여 내벽측 공간(66)으로 유입하고, 다시 각 냉각 코일내로 들어가 냉각 코일내를 통과하면서 냉각되어, 냉각 공간(65)으로 내뿜어진다.

즉, 내벽측 공간(66)은 냉기가 유동되므로 저온 상태로 되고, 또한 냉각 공간(65)내가 냉각되면, 스테인레스판 등의 칸막이판(64)도 냉각되어, 이와 인접하는 내벽측 공간(66)도 냉각되게 된다. 따라서, 내벽측 공간(66)으로 유입한 유입공기는 수분량은 저하시키면서, 내벽측 공간(66)을 유동하게 된다.

이때문에, 내벽측 공간(66)으로부터 냉각 코일로 흡인된 공기는 상기와 같이 냉각 코일 내부를 통과하면서 다시 냉각되게 되는데, 이미 수분량이 저하하고 있으므로 냉각 코일에의 서리 맺힘량을 매우 소량으로 억제할 수 있다.

또한, 각 냉각 팬은 냉각 코일의 앞에 배치되고, 또한 각 냉각 팬 전방에는 토출 냉기를 유도하는 풍로를 특별히 형성하고 있지 않으므로, 토출 냉기는 팬 직경에 대해 일정한 넓이를 가지고 내뿜어지게 된다. 이 때문에, 본 실시형태와 같이, 복수의 냉각 팬을 구비한 것에서는 각 냉각 팬으로부터의 토출 냉기도 상호 합쳐지므로, 급속 냉각이 가능하다.

또한, 본 실시형태에서 냉각 팬(58a, 58b)은 벨트(44)에 인접하고 있으므로, 냉각 팬으로부터의 냉기는 식품(38)에 직접 내뿜을 수 있으므로, 급속 냉각용에 적합하다.

또한, 냉각 코일의 전면부에 냉각 팬을 다수개 배치하는 경우에는, 냉각 팬으로부터 내뿜어진 냉기가 교차하도록 각 냉각 팬이 냉각 코일에 대해 경사지게 부착되면, 식품부에 냉기를 집중시킬 수 있으므로 급속 냉각의 점에서 보다 유리하다.

또한, 종래예와 같이 냉각 유닛을 직렬상으로 배치하는 장치에서는 냉각 유닛을 1그룹 증가시킬때마다 장치가 길이방향으로 연장되는데, 본 실시형태에서는 냉각 유닛의 대향배치가 가능하므로, 같은 냉각 유닛의 개수라도 종래예에 비해 길이방향의 연장은 짧아도 되고, 냉각 유닛의 개수를 증가시켜도 설치 스페이스가 대폭 넓어지지 않는다. 이때문에, 스페이스를 줄일 수 있고, 급속 냉각 능력도 향상시킬 수 있으므로, 본 실시형태와 같은 터널·프리져는 급속 냉각용으로서 유용하다.

본 실시형태의 냉각장치는 예컨대 면을 10℃에서 -40℃까지 냉동시킬 경우에 이용할 수 있다. 또한, 예컨대 80℃ 정도로 구운 식빵 등을 10∼20℃ 정도까지 냉각시키는 경우에 이용할 수 있다. 반출구 부분에 있어서의 식품의 온도 조절은 벨트의 진행 스피드의 조절에 의해 가능하다.

특히, 냉동용으로서 이용하는 경우에는 냉각 코일에의 서리 맺힘량 저감의 효과가 현저하다. 즉, 본 실시형태의 냉각장치는 상기와 같이 냉각 팬으로부터의 냉기를 직접 식품에 내뿜을 수 있고, 또한 난류 상태를 형성할 수 있으므로, 급속 냉각이 가능하고, 단시간에 식품 표면에 엷은 얼음막 (아이스 배리어)이 형성된다. 또한, 냉각 공간내는 아이스 배리어 형성전의 식품의 수분 증발에 의해, 즉시 포화 증기압에 도달한다. 이때문에, 식품은 냉각 개시 초기의 단계에서 수분증발이 방지되게 되고, 냉각 공간에는 건조공기가 환류함으로써, 냉각 코일에의 서리 맺힘이 거의 없어진다.

또한, 상기 실시형태에서는 냉각 코일 및 냉각 팬을 벨트 양측에 배치한 경우를 설명했는데, 벨트의 편측에만 배치해도 된다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 냉각 장치 및 그 냉각 방법에서는 냉각 코일에의 서리 맺힘을 현저하게 저감시킬 수 있고, 냉각 성능에 영향을 미치는 냉각 코일에의 서리 맺힘을 방지할 수 있으므로, 냉장고, 냉동고, 냉동 장치, 자동 판매기용 냉각 장치, 보냉고 또는 냉동차에 이용할 수 있다.

Claims

단열 상자체에 의해 형성된 실내의 적어도 일측벽측에 냉각 코일을 설치하여 냉각 코일부로 하고, 상기 냉각 코일부의 전면에 팬을 설치하여 그 전방의 공간부를 냉각실로 하고, 상기 팬에 의해 냉각실에 공기를 내뿜어 유동시키는 냉각장치로서, 상기 냉각 코일부중에 존재하는 건조냉각공기를 상기 팬의 배면에서 흡인하여 냉각실로 내뿜고, 상기 팬의 존재하지않는 부분에 있어서, 상기 냉각 코일부를 통과시킨 흡인 공기량에 알맞은 공기를 냉각실에서 냉각 코일부로 공급하며, 그 공기의 공급속도가 냉각실에서 발생하는 수증기(습도)가 냉각 코일표면에 접촉하기까지 사이에 고화되는 속도인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기까지 사이에 고화하는 속도(풍속)가 0m/분을 넘고 5m/분 이하인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 수증기가 냉각 코일표면에 접촉하기까지의 사이에 고화하는 속도(풍속)가 0.5m/분 이상 3.5m/분 이하인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각 코일부에서 흡인하는 공기류의 속도가 냉각 코일부에 공급하는 공기류의 속도보다도 빠른 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각 코일부에서 흡인하는 공기류의 면적이 냉각 코일부에 공급하는 공기류의 면적보다 좁은 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각 코일의 전면부에 상기 냉각 팬이 복수개 배치되고, 상기 냉각 팬으로부터 내뿜어진 냉기가 교차하도록 상기 각 냉각 팬이 상기 냉각 코일에 대해 경사지게 부착되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각 코일 배면과 상기 실내의 벽면과의 사이에 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제7항에 있어서, 상기 간극이 20∼50mm의 범위인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 냉각장치가 냉장고, 냉동고, 냉동장치, 자동 판매기용 냉각장치, 보냉고, 보냉차 및 냉동차에서 선택되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제9항에 있어서, 상기 냉장고 및 냉동고는 가정용인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 정상상태에서 냉각 코일의 서리를 제거하기 위한 히터의 입력을 필요로 하지 않는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항 기재의 냉각 장치에 있어서, 상기 단열 상자체내를 냉각공간과, 이 냉각공간 외측의 내벽측 공간으로 구분하는 칸막이판과, 상기 냉각공간과 상기 내벽측 공간과의 사이에 공기가 유통하는 통풍구멍을 구비하고, 상기 냉각 코일은 배면측이 상기 내벽측 공간에 배치되며, 또한 벽면이 근접하고, 전면측이 상기 칸막이판에 형성된 개구부의 내주부에 조합되며, 상기 냉각 팬은 상기 냉각 코일의 전면측에 배치되고, 상기 냉각 팬의 회전방향이 팬 후방의 공기를 직접 팬 전방에 내뿜도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제12항에 있어서, 상기 냉각팬으로부터 뿜어낸 냉기는 상기 냉각 팬과 대향하는 벽면에서 반사하여 상기 냉각 팬부에 환류하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제12항에 있어서, 상기 냉각 공간내에 피냉각물을 반송하는 반송수단을 더 구비하고, 상기 냉각 팬은 상기 반송수단에 인접하고 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제14항에 있어서, 상기 냉각공간내에 설치된 회전 드럼과, 이 회전 드럼에 나선상으로 부착된 벨트 구동판을 구비하고, 상기 반송수단이 상기 회전 드럼의 회전에 의해 상기 벨트 구동판상을 나선상으로 이동하면서 순환하는 벨트인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제15항에 있어서, 다수개의 상기 회전 드럼이 각각 별도의 상기 냉각 공간내에 설치되고, 각 회전 드럼에 냉각 코일 및 냉각 팬이 설치되고, 인접하는 회전 드럼의 상기 벨트 구동판의 나선방향이 서로 반대로, 상기 벨트는 한쪽 벨트 구동판으로부터 인접하는 다른쪽 벨트 구동판상에 걸쳐지며, 상기 각 회전 드럼의 동일방향의 회전에 의해 상기 벨트는 각 회전 드럼의 벨트 구동판상을 이동하면서 순환하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제16항에 있어서, 상기 회전 드럼이 짝수개이고, 상기 단열 상자체내에 형성된 피냉각물의 반입구와 반출구의 높이가 거의 동일한 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제15항에 있어서, 상기 냉각 코일 및 냉각 팬이 상기 벨트 구동판의 외주에 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제15항에 있어서, 상기 냉각 코일의 높이와 상기 벨트 구동판의 최하단으로부터 최상단까지의 높이가 거의 같고, 상기 벨트 구동판의 각 단에의 송풍량이 거의 같아지도록, 상기 냉각 코일의 전면부에 상기 냉각 팬이 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제15항에 있어서, 상기 벨트상에 피냉각물의 미끄러져 떨어짐 방지용 스토퍼가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제14항에 있어서, 상기 반송수단이 수평방향을 직선적으로 이동하면서 순환하는 벨트인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제21항에 있어서, 상기 냉각 코일이 상기 벨트의 양측에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제22항에 있어서, 상기 벨트의 양측에 구비되어 있는 냉각 코일 전면의 각 냉각 팬이 벨트를 사이에 두고 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
단열 상자체에 의해 형성된 실내의 적어도 일측벽측에 냉각 코일을 설치하여 냉각 코일부로 하고, 상기 냉각 코일부의 전면에 팬을 배치하여 그 전방의 공간부를 냉각실로 하고, 상기 팬에 의해 냉각실에 공기를 내뿜어 유동시키고, 상기 유동공기의 대부분을 상기 냉각 코일내로 되돌리지 않고 상기 팬에 의해 다시 냉각실로 내뿜는 냉각장치의 냉각방법으로서, 상기 다시 냉각실로 내뿜은 유동공기와, 상기 냉각 코일로부터 흡인한 유동공기를 합류시켜 냉각실로 내뿜는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 냉각방법.
제24항에 있어서, 상기 팬이 존재하지 않는 부분에 있어서, 상기 냉각 코일부를 통과시킨 흡인 공기량에 알맞은 공기를 냉각실에서 냉각 코일부로 공급하고, 그 공기의 공급속도가 냉각실에서 발생하는 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기까지 동안 고화하는 속도인 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 냉각 방법.
제24항에 있어서, 상기 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기까지 동안에 고화하는 속도(풍속)가 0m/분을 넘고 5m/분 이하인 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 냉각 방법.
제24항에 있어서, 상기 수증기가 냉각 코일 표면에 접촉하기까지 동안에 고화하는 속도(풍속)가 0.5m/분 이상 3.5m/분 이하인 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 냉각 방법.