JP2017161213A - 保冷庫並びに保冷庫及び氷スラリー供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】保冷能力が高く、二酸化炭素の発生もなく、冷熱源のリサイクルが可能な保冷庫並びに保冷車両及び氷スラリー供給システムを提供する。【解決手段】本発明に係る保冷庫１は、保冷空間５を画成するケーシング４が断熱構造とされ、保冷空間５の少なくとも上部にケーシング４と対向する隔壁６が設けられ、ケーシング４と隔壁６との間の空隙に、ブラインを凍結させたフレークアイスとブラインとの混合物である氷スラリー３が充填されることを特徴としている。【選択図】図１

Description

本発明は、保冷庫並びに保冷庫及び氷スラリー供給システムに関する。

保冷庫の冷熱源として、電力その他の動力源を必要とする各種冷凍機が使用されている。しかし、保冷庫は一日中使用される場合も多く、冷凍機による電力消費はランニングコスト及び省エネルギーの観点から好ましいものではない。特に、保冷庫を備えている保冷車では、エンジン等の動力源を駆動する燃料を必要とするため、長時間の保冷には向いていない。

これに対して、保冷コンテナ（保冷庫）内の上部一端側にドライアイスを収納する冷却室を設け、ドライアイスによって冷却された空気を送風機を介して荷物室内へ吹き出す技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−２６１７４号公報

しかしながら、ドライアイスを使用する保冷コンテナでは、ドライアイスの昇華によって発生する二酸化炭素が荷物室に漏れないよう、冷却室を密閉構造とし、保冷コンテナに設けた貫通孔や、収納扉を密閉するパッキンのうち下辺のパッキンを無くしてできた隙間から二酸化炭素を大気中に排出しなければならない。二酸化炭素の排出手段が無い場合、冷却室の密閉度によっては二酸化炭素が冷却室に充満して冷却室内圧力が上昇し冷却室が変形する場合もある。

また、二酸化炭素は代表的な温室効果ガスであり、ドライアイスの昇華により発生する二酸化炭素を大気中に排出することは地球環境保全の観点から好ましいことではない。さらにまた、ドライアイスはリサイクルできないため、コストが掛かるという難点もある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、保冷能力が高く、二酸化炭素の発生もなく、冷熱源のリサイクルが可能な保冷庫並びに保冷庫及び氷スラリー供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る保冷庫は、
保冷空間を画成するケーシングが断熱構造とされ、前記保冷空間の少なくとも上部に前記ケーシングと対向する隔壁が設けられ、
前記ケーシングと前記隔壁との間の空隙に、ブラインを凍結させたフレークアイスと前記ブラインとの混合物である氷スラリーが充填されることを特徴としている。

ここで、「ブライン」とは、凍結点の低い液体の熱媒体のことであり、塩化ナトリウム水溶液（塩水）や塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール等が使用される。
また、「フレークアイス」とは、フレーク（薄片）状の氷であり、フレークアイスは比表面積が大きいので、被保冷物を素早く冷却することができる。

ブラインを凍結させたフレークアイスは、融解する際に大量の潜熱を周囲から奪う。また、その間、温度が上昇することもない。従って、長時間に亘って被保冷物を保冷することができる。

また、第１の発明に係る保冷庫は、前記空隙に前記氷スラリーを供給する供給口と、前記空隙から前記氷スラリーを排出する排出口とを備えてもよい。

ポンプ等を用いて供給口から空隙に氷スラリーを充填すると共に、溶けた氷スラリーを排出口から排出させる。

また、第１の発明に係る保冷庫は、前記空隙には、前記氷スラリーが充填された氷スラリー格納容器が収納されていてもよい。

ポンプ等を用いて空隙に氷スラリーを充填する代わりに、氷スラリー３が充填された複数の氷スラリー格納容器を空隙に載置してもよい。

また、第１の発明に係る保冷庫では、前記ケーシングは、断熱材が介装された二重壁とされ、前記断熱材と接する壁面に、輻射熱を反射する遮熱シートが貼着されていてもよい。

また、当該構成では、二重壁の内面に貼着した遮熱シートを用いて輻射熱を反射させることによって、保冷空間に熱が伝達しないようにすることができる。

また、第２の発明に係る保冷庫は、第１の発明に係る保冷庫が備えられていることを特徴としている。

また、第３の発明に係る氷スラリー供給システムは、第２の発明に係る保冷庫に備えられている保冷庫に前記氷スラリーを供給する氷スラリー供給設備が物流拠点に装備されていることを特徴としている。

ここで、「物流拠点」は物流のハブであり、本発明では、貨物列車やトラック等の保冷車両４４が停車する駅やガソリンスタンド等を総称して「物流拠点」と呼ぶ。

本発明に係る保冷庫では、ブラインを凍結させたフレークアイスと前記ブラインとの混合物からなる氷スラリーを保冷庫の冷熱源とするので、保冷能力が高く、二酸化炭素が発生することもない。また、溶けた氷スラリーを凍結させることにより冷熱源として再利用することができる。

また、本発明に係る保冷庫及び氷スラリー供給システムでは、駅やガソリンスタンド等の物流拠点に氷スラリー供給設備を設置して、保冷車に備えられている保冷庫の氷スラリーを、製造して間もない氷スラリーと置換することにより、遠方まで被保冷物を輸送することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る保冷庫の立断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る保冷庫の立断面図である。 フレークアイス製造機の部分断面斜視図である。 フレークアイス製造機を含むフレークアイス製造設備の模式図である。 氷スラリー供給システムの一例を示した模式図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。

［第１の実施の形態に係る保冷庫］
本発明の第１の実施の形態に係る保冷庫１を図１に示す。
本実施の形態に係る保冷庫１は直方体形状とされ、断熱構造とされたケーシング４の内方には、ケーシング４と対向し保冷空間５を取り囲む隔壁６が配置されている。隔壁６の材質としては、熱伝導率の高いアルミニウムや銅などの金属が好適である。
なお、図示していないが、保冷庫１の側面部には、被保冷物を搬出入するための断熱扉が設けられている。

ケーシング４と隔壁６との空隙には、ブラインを凍結させたフレークアイスとブラインとの混合物である氷スラリー３が重点されている。ブラインには、塩水やエチレングリコールなどの凍結点が低い溶液が用いられている。換言すれば、必要とする氷点下温度を維持可能なブラインを用いて氷スラリー３を作ることができる。
ケーシング４の側面上部には、前記空隙に氷スラリー３を供給する供給口４０が設けられ、ケーシング４の側面下部には、前記空隙から氷スラリー３を排出する排出口４１が設けられている。なお、供給口４０と排出口４１にはそれぞれ開閉弁４２、４３が取り付けられている。

ケーシング４は、銅製もしくはＦＲＰ製の二重壁構造とされ、二重壁の間の空隙には断熱材７が介装されている。断熱材７には、ウレタンフォームやグラスウール、真空断熱材などを使用することができる。真空断熱材は、多孔質の芯材をラミネートフィルムで被覆し、内部を減圧して封止した断熱材である。

また、断熱材７と接する内方側の壁面には、輻射熱を反射する遮熱シート８を貼着されている。遮熱シート８としては、アルミニウムの蒸着膜の表側をフィルムで補強し、裏側には織布や発泡シート等の断熱材を接着剤で貼り合わせて積層させたものなどがある。
なお、断熱材７と接する内方側の壁面に加えて、断熱材７と接する外方側の壁面に遮断シート８を粘着してもよい。

［第２の実施の形態に係る保冷庫］
本発明の第２の実施の形態に係る保冷庫２を図２に示す。なお、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態に係る保冷庫２では、ケーシング４と隔壁６との間の空隙に、氷スラリー３が充填された複数の氷スラリー格納容器９を載置する。なお、図示していないが、隔壁６には、氷スラリー格納容器９を空隙に収納するための開閉扉が設けられている。
氷スラリー格納容器９は、熱伝導率の高い金属で形成された筒状の密封容器であり、氷スラリー３の入れ替えが可能とされている。

［フレークアイスの製造方法］
フレークアイスの製造機１０の部分断面斜視図を図３に、フレークアイス製造器１０を含むフレークアイス製造設備を図４に示す。
フレークアイス製造機１０は、冷媒により内周面が冷却される堅型ドラム１１を備え、ギヤードモータ２０により回転する回転軸１２が堅型ドラム１１の中心軸上に配置されている（図３参照）。回転軸１２には、回転軸１２と共に回転し、堅型ドラム１１の内周面に向けてブラインを噴射する噴射孔１３ａを先端部に有する複数のパイプ１３と、堅型ドラム１１の半径方向に延出し、回転軸１２と共に回転するアーム１４が取り付けられている。アーム１４の先端部には、堅型ドラム１１の内周面に生成した氷を掻き取るブレード１５が装着されている。

堅型ドラム１１は、氷が内周面に生成する内筒２２と、内筒２２と囲繞する外筒２３とを有している。内筒２２及び外筒２３は鋼製とされ、内筒２２と外筒２３の間にはクリアランスが設けられている。クライアランスには、配管３５を介して冷凍機（図示省略）から冷媒が供給される。
なお、堅型ドラム１１の外周面は円筒状の防熱保護カバー１９で覆われている。

堅型ドラム１１の上面は、鍋を逆さにした形状からなる上部軸受部材１７で封止されている。上部軸受部材１７の中心部には、回転軸１２を支持するブッシュ２４が嵌装されている。回転軸１２は上部軸受部材１７にのみ支持され、回転軸１２の下端部は軸支されていない。そのため、堅型ドラム１１の下方には、ブレード１５によって掻き取られたフレークアイスが落下する際に障害となる物がなく、堅型ドラム１１の下面はフレークアイスを排出する排出口１６とされている。排出口１６から落下したフレークアイスは、フレークアイス製造機１０の直下に配置されたフレークアイス貯留タンク３４内に貯えられる（図４参照）。

回転軸１２は、上部軸受部材１７の上方に設置されたギヤードモータ２０によって材軸回りに回転する。回転軸１２の上部には、材軸方向に延在し各パイプ１３と連通する堅穴１２ａが形成されている（図４参照）。また、回転軸１２の頂部にはロータリージョイント２１が取り付けられている。
フレークアイスの原料となるブラインは、ブライン貯留タンク３０から配管３２を介してロータリージョイント２１に送給される（図４参照）。ロータリージョイント２１に送給されたブラインは、ロータリージョイント２１から回転軸１２に形成された縦穴１２ａに送給され、縦穴１２ａから各パイプ１３に送給される。

パイプ１３は、回転軸１２から竪穴ドラム１１の半径方向に放射状に延出している。各パイプ１３の設置高さは竪穴ドラム１１の内筒２２高さの上部位置とされ、内筒２２の内周面の上部に向けてブラインが噴射される（図４参照）。なお、パイプ１３に代えてスプレーノズルなどを使用しても良い。

アーム１４は回転軸１２に関して対称となるように装着されている。本実施の形態では、アーム１４の本数は２本とされている。
各アーム１４の先端部に装着されているブレード１５は、内筒２２の全長（全高）にほぼ等しい長さを有するステンレス製の板材からなり、内筒２２に面する端面には複数の鋸歯１５ａが形成されている。

次に、上記構成を有するフレークアイス製造機１０及びフレークアイス製造設備の動作について、ブラインが塩水であるとして説明する。
冷凍機を作動させることで竪穴ドラム１１に冷媒を供給し、竪穴ドラム１１の内周面の温度を凍結スラリー（氷）温度より−１０℃程度低くする。
次いで、ギヤードモータ２０を作動させて、回転軸１２を材軸周りに回転させると共に、ロータリージョイント２１を介して回転軸１２内に塩水を供給する。回転軸１２の回転速度は２〜４ｒｐｍとる。なお、パイプ１３ではなくスプレーノズルを使用した場合は、回転軸１２の回転速度は１０〜１５ｒｐｍとする。

回転軸１２と共に回転するパイプ１３から竪穴ドラム１１の内周面に向けて噴射された塩水は、竪穴ドラム１１の内周面に接触すると瞬時に凍結する。竪穴ドラム１１の内周面に生成した氷は、アーム１４と共に回転するブレード１５によって掻き取られる。掻き取られたフレークアイスは排出口１６から落下する。排出口１６から落下したフレークアイスは、フレークアイス製造機１０の直下に配置されたフレークアイス貯留タンク３４内に貯えられる。

一方、氷とならず、竪穴ドラム１１の内周面を流下した塩水はブライン貯留タンク３０に貯えられ、ポンプ３１を作動させることにより配管３２を介してロータリージョイント２１に再び送給される（図４参照）。なお、ブライン貯留タンク３０内の塩水が少なくなった場合は、ブラインタンク３３に貯えられている塩水がブライン貯留タンク３０に供給される。

［氷スラリー製造手法］
以下、ブラインが塩水の場合について説明する。塩水以外の場合については、製造される氷スラリーの温度が設定温度となるように、ブラインの温度や、混合するフレークアイスとブラインの質量比を調整する。

ブラインが塩水の場合、塩分濃度を１３．６〜２３．１％とした塩水を用いてフレークアイス製造機１０により生成したフレークアイスと、塩分濃度が１３．６〜２３．１％である塩水とを混合して氷スラリーを製造する。製造した氷スラリーの温度は−９．８〜−２１．２℃である。
製造したフレークアイスと混合する塩水の温度は、常温もしくはそれを下回る温度とする。なお、塩水の温度が低いほど、製氷効率は高くなる。
また、混合するフレークアイスの塩分濃度と塩水の塩分濃度は同程度（数％以内の濃度差）であることが好ましく、混合するフレークアイスと塩水の質量比はフレークアイス：塩水＝７５：２５〜２０：８０、好ましくはフレークアイス：塩水＝６０：４０〜５０：５０とする。

［氷スラリー供給システム］
保冷車４４に備えられている保冷庫１に氷スラリー３を供給する氷スラリー供給システムの一例を図５に示す。
本実施例では、貨物列車を保冷車４４とし、貨物列車が停車する駅を物流拠点４５としている。

物流拠点４５は氷スラリー供給設備４６を備えている。氷スラリー供給設備４６では、氷スラリー３を製造し、保冷庫１に氷スラリー３を供給する。
氷スラリー供給設備４６で製造された氷スラリー３は、保冷車４４に備えられている保冷庫１に、保冷庫１の供給口４０からパイプ圧送される。またその際、保冷庫１の氷スラリー３が、保冷庫１の排出口４１を介して氷スラリー供給装置４６に回収される。
氷スラリー供給装置４６に回収された氷スラリー３は、フレークアイスの原料として再利用される。

なお、保冷庫２を備える保冷車の場合、物流拠点において、保冷庫２に収納されている氷スラリー格納容器９を新規な氷スラリー格納容器９と交換することになる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。また本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や上記実施の形態の組み合わせを施してもよい。例えば、上記実施の形態では、ケーシングの内方６面に空隙を設け、氷スラリーを充填しているが、ケーシングの内方１面（天井面など）のみに空隙を設け、氷スラリー３を充填してもよい。

１、２：保冷庫、３：氷スラリー、４：ケーシング、５：保冷空間、６：隔壁、７：断熱材、８：遮熱シート、９：氷スラリー格納容器、１０：フレークアイス製造機、１１：堅型ドラム、１２：回転軸、１２ａ：竪穴、１３：パイプ、１３ａ：噴射孔、１４：アーム、１５：ブレード、１５ａ：鋸歯、１６：排出口、１７：上部軸受部材、１９：防熱保護カバー、２０：ギヤードモータ、２１：ロータリージョイント、２２；内筒、２３：外筒、２４：ブッシュ、３０：ブライン貯留タンク、３１：ポンプ、３２、３５：配管、３３：ブラインタンク、３４：フレークアイス貯留タンク、４０：供給口、４１：排出口、４２、４３：開閉弁、４４：保冷車、４５：物流拠点、４６：氷スラリー供給設備

Claims (6)

1. 保冷空間を画成するケーシングが断熱構造とされ、前記保冷空間の少なくとも上部に前記ケーシングと対向する隔壁が設けられ、
   前記ケーシングと前記隔壁との間の空隙に、ブラインを凍結させたフレークアイスと前記ブラインとの混合物である氷スラリーが充填されることを特徴とする保冷庫。
2. 請求項１に記載の保冷庫において、前記空隙に前記氷スラリーを供給する供給口と、前記空隙から前記氷スラリーを排出する排出口とを備えることを特徴とする保冷庫。
3. 請求項１に記載の保冷庫において、前記空隙には、前記氷スラリーが充填された氷スラリー格納容器が収納されることを特徴とする保冷庫。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保冷庫において、前記ケーシングが、断熱材が介装された二重壁とされ、前記断熱材と接する壁面に、輻射熱を反射する遮熱シートが貼着されていることを特徴とする保冷庫。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の保冷庫が備えられていることを特徴とする保冷庫。
6. 請求項５に記載の保冷庫に備えられている保冷庫に前記氷スラリーを供給する氷スラリー供給設備が物流拠点に配備されていることを特徴とする氷スラリー供給システム。

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