JP4528436B2 - 急速冷凍サイクル装置およびこれを用いた急速冷凍方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、急速冷凍サイクル装置およびこれを用いた急速冷凍方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、食品等の鮮度を長期間維持して保存する冷凍装置が種々開発され利用されているが、生鮮食品を冷凍する際のドリップ（解凍時の液汁の流出）の問題は十分には解決されていない。このドリップは、生鮮食品内の水分が凍結する際に氷の結晶が過度に大きく成長して粗大化し、これにより細胞組織が破壊されて生じるもので、つまり前記氷の結晶が成長する−１〜−５℃の温度域の通過時間が長いことに起因している。そこで、本願出願人は、先にこの温度域を極短時間で通過できる急速冷凍装置を開発し、この問題を解決した。
【０００３】
この急速冷凍装置は、生鮮食品等の冷凍対象物の出し入れ用ドアを有する密閉型の冷凍庫と、その庫内に磁場を作用する磁場発生手段と、同庫内を冷却するための急速冷凍サイクル装置とを備え、当該急速冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を冷媒管路にて環状に連結して構成される。そして、庫内に載置した冷凍対象物に磁場をかけながら冷却して、同対象物内部の水分を過冷却状態にすることで、前記温度域を極短時間で通過させ、最終的に概ね−５０℃という極低温にまで冷凍するものである。
【０００４】
しかしながら、当該急速冷凍装置はバッチ式であるため、一回毎の冷凍処理において、前記ドアを開閉して冷凍対象物を庫内へ搬入して載置し、冷凍後ドアを開けて搬出するという手順を踏む。したがって、該冷凍処理の度に、その庫内温度を毎回概ね常温から−６０℃まで下降させなければならず、その温度下降に著しく時間がかかる結果、その冷凍処理能力は非常に低くなり、更なる改善が望まれている。
【０００５】
この降温速度を速くするには、前記急速冷凍サイクル装置の冷凍能力Ｑ（ｋＷ）を高くすればよく、該冷凍能力は、主に前記圧縮機の種類と、冷媒の蒸発温度に応じて変化する。一般的には、冷媒の蒸発温度の下降に伴って冷凍能力は低下する性質を示し、その立ち下がり曲線は主に圧縮機の種類によって定まる。例えば、図２に、７．５ｋＷの電動機称呼出力の単段圧縮機並びに二段圧縮機の冷凍能力特性を、縦軸に冷凍能力、横軸に冷媒の蒸発温度をとって示すが、単段圧縮機の特性は、蒸発温度の低下に伴い冷凍能力が単調減少する下に凸の曲線である一方、二段圧縮機にあっては、使用下限温度から−３５℃までの範囲では、概ね前記曲線に沿ってその上方に位置し、−３５℃以上ではその冷凍能力が一定値となる複合曲線である（詳細は後記を参照）。このため、これら二つの圧縮機の冷凍能力は、概ね−３１℃を境に逆転し、該境界温度よりも高温側では単段圧縮機の方が高い冷凍能力を、また低温側では二段圧縮機の方が高い冷凍能力を発揮し、つまり各圧縮機が高い冷凍能力を発揮できる蒸発温度範囲は限られている。
【０００６】
一方、上述した急速冷凍装置にあっては、庫内を常温から−６０℃までという広い温度範囲で冷却しなければならず、この時には、庫内温度と概ね同様に、冷媒の蒸発温度は約常温から−６０℃位まで大幅に変化する。よって、いずれの圧縮機を一つだけ用いても、高温側のみ、若しくは低温側のみ優れるというように一長一短があって、前記蒸発温度の全範囲で最高の冷凍能力を発揮することはできない。そして、その結果、急速冷凍過程、つまり冷凍開始から完了に至る間、降温速度を常に速くすることは難しく、ひいては冷凍処理能力の向上が阻まれている。
【０００７】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、広範囲の蒸発温度に亘って最高の冷凍能力を発揮できて冷凍処理能力の向上が図れる急速冷凍サイクル装置およびこれを用いた急速冷凍方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次、冷媒管路にて環状に連結してなる急速冷凍サイクル装置において、冷媒の所定の蒸発温度を境に冷凍能力の高さが互いに逆転する第１圧縮機と第２圧縮機とを並設するとともに、前記蒸発温度を検知して、該検知温度における冷凍能力が高い方の圧縮機への単独運転に作動を切り換える作動制御器を設け、該作動制御器は該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転することを特徴する。
【０００９】
上記発明によれば、前記急速冷凍サイクル装置は、冷媒の所定の蒸発温度を境に冷凍能力の高さが互いに逆転する第１圧縮機と第２圧縮機とを並設している。
また、前記蒸発温度を検知して、該検知温度における冷凍能力が高い方の圧縮機への単独運転に作動を切り換える作動制御器を設け、該作動制御器は該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転するようになっている。
このため、これら圧縮機の内、一方に、蒸発温度の高温側で高い冷凍能力を発揮する圧縮機を適用し、また他方には、低温側で高い冷凍能力を発揮する圧縮機を適用すれば、前記急速冷凍過程において、高い冷凍能力を発揮するいずれか一方の圧縮機のみを単独運転することで、高温域から低温域に至る広範囲の蒸発温度において常に高い冷凍能力を発揮することができる。
よって、バッチ式の急速冷凍装置のように蒸発温度が広範囲に変化する場合であっても、その冷凍開始から完了に至るまで最高の冷凍能力を発揮することができて、その降温速度を最速に維持できる。
【００１０】
また、上記発明によれば、前記作動制御器を備えたので、前記急速冷凍過程の間、冷媒の蒸発温度を逐一検知して、該検知温度における冷凍能力の高い方の圧縮機を作動し低い方を停止する操作が自動的におこなわれる。したがって、前述した圧縮機の単独運転の切り換え動作を確実におこなうことができて、高い冷凍能力を確実に発揮することができる。
また、該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転することにより、停止状態だった圧縮機の起動直後の暖気状態を考慮して効率よく運転することができる。
【００１１】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の急速冷凍サイクル装置において、前記凝縮器が、前記第１および第２圧縮機に対応して、それぞれに直列接続されて並設された第１、第２凝縮器とからなり、第１圧縮機と第１凝縮器、並びに第２圧縮機と第２凝縮器とは、それぞれコンデンシング・ユニットをなしていることを特徴とする。
上記発明によれば、市販のコンデンシング・ユニットを利用して、当該急速冷凍サイクル装置を構成することができるため、組立工数の削減が図れる。
また、第１、第２圧縮機のそれぞれの特性に合った凝縮器を各々選定できるため、圧縮機と凝縮器との相性の最適化が図れ、冷凍能力を更に向上することができる。
【００１２】
請求項３に示す発明は、請求項１または２のいずれかに記載の急速冷凍サイクル装置において、前記境界温度より高温側で前記第２圧縮機より高い冷凍能力を発揮する第１圧縮機として単段圧縮機を、低温側で前記第１圧縮機より高い冷凍能力を発揮する第２圧縮機として二段圧縮機を用いることを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、高温側で高い冷凍能力を発揮する第１圧縮機として単段圧縮機を、低温側で高い冷凍能力を発揮する第２圧縮機として二段圧縮機を用いているので、互いに同一の電動機称呼出力の圧縮機を用いても、前記境界温度にて互いの冷凍能力の高さを逆転させて、第１圧縮機を高温側冷凍用に、第２圧縮機を低温側冷凍用に各々特化させて用いることができる。
よって、圧縮機を作動する作動手段への必要電力を同じにできるので、該作動手段に電力供給する受配電設備などの仕様を最小にできる。
【００１４】
請求項４に示す発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の急速冷凍サイクル装置において、前記圧縮機の吐出側の冷媒管路に設けられた油分離器と、該油分離器にて分離回収された潤滑油を貯留するリザーブタンクと、該リザーブタンクの潤滑油を各圧縮機へ還流する還油管と、該各還油管の流路を開閉する各バルブと、前記各圧縮機内の油面高さを検知する油面センサーと、該各油面高さに応じて前記各バルブを開閉制御するバルブ制御器とを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、冷媒に混入した圧縮機の潤滑油は、圧縮機の吐出側の油分離器で分離回収されてリザーブタンクに貯留される。そして、各圧縮機がそれぞれに備える油面センサーにて圧縮機の各クランク室内の油面を検知し、検知油面高さに応じて、各還油管にそれぞれ設けられた前記バルブを開閉して油面高さを調整する。したがって、常に必要な潤滑油量をそれぞれのクランク室内に保持することができる。よって、従来から二つの圧縮機を並設する際におこなわれている、均油管若しくは均圧管にて互いの圧縮機のクランク室を連結して潤滑油の油面を維持する方法において生じていた、互いのクランク室の圧力差に起因する油面変動の問題、ひいては油面降下に伴う潤滑不良の問題は生じない。
【００１６】
請求項５に示す発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次、冷媒管路にて環状に連結してなる急速冷凍サイクル装置を用いた急速冷凍方法であって、冷媒の所定の蒸発温度を境に冷凍能力の高さが互いに逆転する第１圧縮機と第２圧縮機とを並設し、該両圧縮機を、要求される冷凍能力に応じて同時に、あるいは単独で運転させ、該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転することを特徴とする。
【００１７】
上記発明によれば、急速冷凍過程において要求される冷凍能力に応じて、第１圧縮機若しくは第２圧縮機のいずれか一方の単独運転、または両圧縮機の同時運転に切り換えて急速冷凍することができる。このため、これら運転のうち前記単独運転の切り換えによって、すなわち、蒸発温度の高温側では、該温度にて高い冷凍能力を発揮する一方の圧縮機のみを単独運転し、低温側では、該温度にて高い冷凍能力を発揮する他方の圧縮機のみを単独運転することによって、高温域から低温域に至る広範囲の蒸発温度において常に高い冷凍能力を発揮することができる。したがって、バッチ式の急速冷凍装置のように蒸発温度が広範囲に変化する場合であっても、その冷凍開始から完了に至るまで最高の冷凍能力を発揮することができて、その降温速度を最速に維持できる。
また、要求される冷凍能力が大きくて一台の圧縮機では賄えない場合には、これら両圧縮機を同時運転して、冷凍能力を倍増させることもできる。
また、該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転することにより、停止状態だった圧縮機の起動直後の暖気状態を考慮して効率よく運転することができる。
【００１８】
請求項６に示す発明は、請求項５に記載の急速冷凍方法において、前記蒸発温度を検知して、該検知温度における冷凍能力が高い方の圧縮機のみを単独運転させることを特徴する。
上記発明によれば、前記検知温度における冷凍能力が高い方の圧縮機のみを単独運転させるので、前記急速冷凍過程に亘って高い冷凍能力を維持しつつ、消費電力を低く抑えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る第１実施形態の急速冷凍サイクル装置の系統図であり、図２は、該急速冷凍サイクル装置に供された圧縮機の冷凍特性たる、冷凍能力の対蒸発温度特性のグラフである。尚、図１にあっては、圧縮機の作動を制御する作動制御器については図示していない。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の急速冷凍サイクル装置１は、気相冷媒を圧縮する圧縮機３、５、該高圧に圧縮された気相冷媒に混入した圧縮機用潤滑油を分離回収する油分離器７、該潤滑油が除去された高圧気相冷媒を液化する空冷凝縮器９、該高圧の液相冷媒を一時的に貯留する液溜１１、同高圧液相冷媒を冷却する過冷却器１３、高圧液相冷媒を減圧する膨張弁１５、減圧された低圧液相冷媒を蒸発させて冷凍庫内空気を冷却する蒸発器１７を順次、太実線で示す冷媒管路にて環状に連結して構成される。そして、前記圧縮機３、５は、単段圧縮機３と二段圧縮機５とが並設されて構成され、その作動は前記作動制御器によって制御され、基本的にはいずれか一方の圧縮機３、５にて前記気相冷媒を圧縮する。
【００２１】
前記単段圧縮機３は低段の圧縮機構のみを有し、前記二段圧縮機５は低段および高段の二段階の圧縮機構を有するものであり、圧縮機の潤滑油を収容するクランク室の圧力は、単段３よりも二段圧縮機５の方が高くなっている。尚、該二段圧縮機５については、圧縮機保護のために、その吸い込み圧力が上昇すると使用最上限圧まで前記吸い込み圧力を下げる吸い込み圧力調整弁（図示なし）が設けられていて、高段側の圧縮機構部分に過負荷を与えないように、その吸い込み圧力の上限は制限されている。
【００２２】
これら二つの圧縮機３、５の電動機称呼出力は共に７．５ｋＷであり、その冷凍能力は、前記図２に示すような対蒸発温度特性をそれぞれ奏する。前述したように、両者の冷凍能力は、基本的には二段圧縮機５の冷凍能力の方が単段圧縮機３よりも高い状態を保ちつつ、該蒸発温度の上昇とともに大きくなるが、蒸発温度が−３５℃以上では、前記二段圧縮機５の吸い込み圧力が前記上限圧に達して該温度以上にて冷凍能力が一定となるため、約−３１℃を境にしてその冷凍能力は単段圧縮機３に逆転される。すなわち、約−３１℃という境界温度の低温側では二段圧縮機５が、高温側では単段圧縮機３が高い冷凍能力を発揮する。
【００２３】
このため、常温から−６０℃に至る急速冷凍過程にて常に高い冷凍能力を発揮するように、前記境界温度（−３１℃）にて、図１に示す圧縮機３、５の作動を切り換えて使用する。すなわち、冷凍開始時である高温側では単段圧縮機３のみを作動し、低温側では二段圧縮機５を作動して単段圧縮機３を停止して、常に冷凍能力が高い方の圧縮機へ切り換え作動するようになっている。
【００２４】
この切り換え作動制御は、前記作動制御器によっておこなわれる。同作動制御器は、蒸発器１７出口直近に設けられ蒸発冷媒の温度をリアルタイムで検知する温度センサー（図示なし）と、該検知温度に応じて、概ね作動させる圧縮機３、５を択一的に選択して作動・停止指令を同圧縮機３，５へ送信する制御部とからなる。
【００２５】
この制御部には、各圧縮機３、５の前記冷凍特性、前記境界温度、および境界温度の±α℃に亘って設定された切り換え温度範囲（図２を参照）が記憶されている。そして、前記検知温度が前記切り換え温度範囲に入ったら、停止状態だった圧縮機を作動して、同切り換え温度範囲内では二台運転とし、切り換え温度範囲を外れたら、当該検知温度における冷凍能力の低い方の圧縮機を停止するようになっている。このように切り換え温度範囲において二台運転にするのは、停止状態だった圧縮機の起動直後の暖気状態を考慮してのことである。尚、前記切り換え温度範囲を設定する代わりに、図１の各圧縮機３、５に、その作動が定常状態にあるかを検知するセンサーを設けて、一方が定常状態になってから他方を停止するようにしてもよい。また、前記温度の代わりに、冷媒が飽和蒸気となっている、蒸発器出側の圧力若しくは圧縮機の吸い込み圧力を検出して、切り換えてもよい。
【００２６】
以上の構成からなる急速冷凍サイクル装置１によれば、蒸発温度が高い冷凍開始時には、前記境界温度（−３１℃）の高温側で高い冷凍能力を発揮する単段圧縮機３が作動されて、該高温域にて降温速度を高速にできるとともに、蒸発温度が前記切り換え温度範囲内に入ったら、低温側で高い冷凍能力を発揮する二段圧縮機５が作動されて二台運転状態となり、蒸発温度が、該切り換え温度範囲の下限に達するまで冷却されたら前記単段圧縮機３が停止されて、二段圧縮機５にて低温域でも降温速度を高速にできるようになっている。よって、冷凍開始から完了までの全範囲に亘って降温速度を速くできるので、冷凍処理の所要時間を著しく短縮できて、特にバッチ式急速冷凍装置の冷凍処理能力を著しく改善することができる。
【００２７】
尚、前記各圧縮機３、５の吐出口には逆止弁若しくはこれに類する構造（図示なし）が備えられていて、作動状態たる一方の圧縮機から吐出した高圧気相冷媒が、冷媒管路を経由して停止状態たる他方の圧縮機内へと逆流することを防ぐようになっている。
【００２８】
前記油分離器７にて高圧冷媒から分離回収された潤滑油は、圧縮機３、５のクランク室内に戻されて、再び圧縮機３、５内の摺動部の潤滑に供される。そして、該圧縮機３、５から高圧冷媒とともに吐出されて、前記油分離器７にて分離回収されるという工程を繰り返す。かかる潤滑油は、前記クランク室内に常に適量が保持されていないと、前記圧縮機摺動部の潤滑不良を起こすが、これは、以下で説明する油面制御器１９によって、圧縮機３、５の各々のクランク室内の潤滑油の油面高さが調整されて防止されている。
【００２９】
当該油面制御器１９は、油分離器７にて回収された潤滑油を貯留するリザーブタンク２１と、該リザーブタンク２１から単段圧縮機３並びに二段圧縮機５の各クランク室内へそれぞれ繋ぐ還油管２３、２５と、還油管２３、２５の流路を開閉する電磁弁２７と、前記クランク室内の各々の油面高さを検知する液面センサーとしての光センサー３３、３５と、該各油面高さに応じて前記電磁弁２７を作動するバルブ制御器（図示なし）とからなる。
【００３０】
そして、前記油面高さが、前記各圧縮機３、５毎に設定された下限値を割ると、これを光センサー３３、３５が検知し、該検知信号によって前記バルブ制御器は、前記電磁弁２７を作動させて対応する還油管２３、２５の流路を開けて潤滑油をリザーブタンク２１から圧縮機３、５のクランク室へと補給し、上限値に達すると前記流路を閉じて補給を停止するようになっている。したがって、常に必要な潤滑油量を圧縮機３、５のクランク室内に確実に保持することができる。よって、従来から二つの圧縮機を並設する際におこなわれている、均油管若しくは均圧管にて互いのクランク室を連結して油面高さを保持する方法において生じていた、互いのクランク室内の圧力差による油面変動の問題を防止することができる。
【００３１】
図３は、本発明に係る第２実施形態の急速冷凍サイクル装置２の系統図である。前記第１実施形態において、その油分離器、空冷凝縮器、および液溜が、単段圧縮機と二段圧縮機とで共用されていたところ、本第２実施形態では、油分離器７ａ、７ｂ、空冷凝縮器９ａ、９ｂ、および液溜１１ａ、１１ｂが、前記二つの圧縮機３、５に対応して設けられ、それぞれに直列に接続されていて、各々が、いわゆるコンデンシング・ユニット４ａ、４ｂを構成している点で相違する。
【００３２】
かかる構成によれば、前記コンデンシング・ユニット４ａ、４ｂは組立状態で市販されているため、圧縮機３、５、油分離器７ａ、７ｂ、空冷凝縮器９ａ、９ｂ、および液溜１１ａ、１１ｂの組立工程を省略できて、該急速冷凍サイクル装置２の総組立工数を削減できる。また、単段圧縮機３、二段圧縮機５のそれぞれの特性に合った専用の空冷凝縮器９ａ、９ｂ並びに他の機器を各々選定することができるため、圧縮機３、５と、空冷凝縮器９ａ、９ｂ並びに他の機器との相性の最適化が図れる。
【００３３】
尚、油面制御器１９については、油分離器７ａ、７ｂが二つになった関係で、双方の油分離器７ａ、７ｂとリザーブタンク２１とを連結する配管２２ａ、２２ｂがそれぞれ設けられており、この点で第１実施形態と相違するが、それ以外は前述した構成と同じである。
【００３４】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
（ａ）本実施形態においては、当該急速冷凍サイクル装置をバッチ式の急速冷凍装置に適用したが、連続式の急速冷凍装置、すなわち、コンベア上に載置された冷凍対象物を、出入り口が有る冷凍庫内を移動させつつ冷凍する急速冷凍装置にあっても適用可能であることはいうまでもない。尚、この装置の場合は、バッチ式と比較して、庫内温度は比較的一定に保たれるため、蒸発温度の変動は小さいが、庫内に搬入される冷凍対象物毎の含熱量の変動によって、急速冷凍サイクル装置の熱負荷が変動し蒸発温度が変動する。この時、当該急速冷凍サイクル装置を用いれば、蒸発温度の変動に応じて、常に高い冷凍能力を奏する圧縮機を択一的に作動させるため、熱負荷変動による冷凍処理能力の変動を小さく抑えられる。
【００３５】
（ｂ）本実施形態においては、液面センサーとして、該液面高さを、所定の基準位置から液面までの距離を測定して検知する光センサーを用いたが、これに代えて、同じく液面までの計測距離にて油面高さを検知する超音波センサーや、フロートの上下移動にて液面の上下変動を検知するフロートスイッチ等も適用可能である。
【００３６】
（ｃ）本実施形態においては、単段圧縮機と二段圧縮機とを概ね択一的に作動させたが、これら圧縮機へ電源供給する受配電設備などの電源容量を常時二台運転可能な仕様に設定すれば、前記単段圧縮機と二段圧縮機との両方を定常的に運転させたり、冷凍能力を大きくしたい所定の蒸発温度範囲のみを局所的に二台運転させることもできる。後者の例としては、図２に示すように、常温から所定温度、例えば−４５℃までは圧縮機を択一的に作動させ、そして、該−４５℃以下にあっては、冷凍能力が大きくなるように停止状態の単段圧縮機を再稼働させて２台運転させることなどが挙げられる。かかる運転方法によれば、冷凍能力が著しく小さくなるため、該冷凍能力の増加が望まれる低温側にて、局所的に冷凍能力を倍増できるとともに、その消費電力も常時２台運転と比較して著しく小さくなる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に示す発明によれば、急速冷凍時の冷凍開始から完了に至るまでの間、最高の冷凍能力を発揮できてその降温速度を最速に維持できるので、特にバッチ式の急速冷凍装置に関して冷凍処理能力の著しい向上が図れる。
【００３８】
また、高い冷凍能力を確実に発揮することができるので、前記冷凍処理能力の確実な向上が図れる。
【００３９】
請求項２に示す発明によれば、組立工数を削減できるので、製作期間の短縮および製造コストの削減が図れる。
また、圧縮機と凝縮器との相性の最適化が図れて冷凍能力を更に高くできるので、冷凍処理能力を更に向上できる。
【００４０】
請求項３に示す発明によれば、圧縮機の作動電力を供給する受配電設備などの仕様を最小にできるので、製造コストの削減が図れる。
【００４１】
請求項４に示す発明によれば、常に必要な潤滑油量を圧縮機内に確保できるので、油切れによる圧縮機の緊急停止などが防げて、急速冷凍装置を安定稼働できる。
【００４２】
請求項５に示す発明によれば、急速冷凍時の冷凍開始から完了に至るまでの間、最高の冷凍能力を発揮できてその降温速度を最速に維持できるので、特にバッチ式の急速冷凍装置に関して冷凍処理能力の著しい向上が図れる。
また、二台運転してその冷凍能力を概ね倍増させることもできるので、冷凍能力の自由度に優れる。
【００４３】
請求項６に示す発明によれば、消費電力を低く抑えることができて、ランニングコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の急速冷凍サイクル装置の系統図である。
【図２】前記急速冷凍サイクル装置に供された圧縮機の冷凍特性たる、冷凍能力の対蒸発温度特性のグラフである。
【図３】本発明に係る第２実施形態の急速冷凍サイクル装置の系統図である。
【符号の説明】
１、２ 急速冷凍サイクル装置
３ 単段圧縮機（第１圧縮機）
５ 二段圧縮機（第２圧縮機）
７、７ａ、７ｂ 油分離器
９、９ａ、９ｂ 空冷凝縮器（凝縮器）
１１、１１ａ、１１ｂ 液溜
１３ 過冷却器
１５ 膨張弁
１７ 蒸発器
１９ 液面制御器
２１ リザーブタンク
２３、２５ 還油管
２７ 電磁弁（バルブ）
３３、３５ 光センサー（液面センサー）

Claims (6)

1. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次、冷媒管路にて環状に連結してなる急速冷凍サイクル装置において、
   冷媒の所定の蒸発温度を境に冷凍能力の高さが互いに逆転する第１圧縮機と第２圧縮機とを並設するとともに、前記蒸発温度を検知して、該検知温度における冷凍能力が高い方の圧縮機への単独運転に作動を切り換える作動制御器を設け、該作動制御器は該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転することを特徴する急速冷凍サイクル装置。
2. 前記凝縮器が、前記第１および第２圧縮機に対応して、それぞれに直列接続されて並設された第１、第２凝縮器とからなり、第１圧縮機と第１凝縮器、並びに第２圧縮機と第２凝縮器とは、それぞれコンデンシング・ユニットをなしていることを特徴とする請求項１に記載の急速冷凍サイクル装置。
3. 前記境界温度より高温側で前記第２圧縮機より高い冷凍能力を発揮する第１圧縮機として単段圧縮機を、低温側で前記第１圧縮機より高い冷凍能力を発揮する第２圧縮機として二段圧縮機を用いることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の急速冷凍サイクル装置。
4. 前記圧縮機の吐出側の冷媒管路に設けられた油分離器と、該油分離器にて分離回収された潤滑油を貯留するリザーブタンクと、該リザーブタンクの潤滑油を各圧縮機へ還流する還油管と、該各還油管の流路を開閉する各バルブと、前記各圧縮機内の油面高さを検知する油面センサーと、該各油面高さに応じて前記各バルブを開閉制御するバルブ制御器とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の急速冷凍サイクル装置。
5. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次、冷媒管路にて環状に連結してなる急速冷凍サイクル装置を用いた急速冷凍方法であって、
   冷媒の所定の蒸発温度を境に冷凍能力の高さが互いに逆転する第１圧縮機と第２圧縮機とを並設し、該両圧縮機を、要求される冷凍能力に応じて同時に、あるいは単独で運転させ、該境界温度の高温側から低温側に亘って設定された所定の切り換え温度範囲では、該第１圧縮機と該第２圧縮機とを二台運転することを特徴とする急速冷凍方法。
6. 前記蒸発温度を検知して、該検知温度における冷凍能力が高い方の圧縮機のみを単独運転させることを特徴する請求項５に記載の急速冷凍方法。

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