JPH0510558A - リキツドアイス式保冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄冷剤交換作業を容易とし，リキッドアイス
を有効に使用し，装置をコンパクト化することを可能と
する。 【構成】 リキッドアイス製造装置１と蓄冷槽２と保冷
箱３と制御装置２０とよりなる。保冷箱３は，蓄冷槽２
に対して着脱可能に接続してある。蓄冷槽２は，移動可
能な仕切壁２０１により，リキッドアイス２４０を貯溜
するためのリキッドアイス室２４と，回収した融解液２
３０を貯溜するための融解液室２３とに区画形成してあ
る。仕切壁２０１は，その移動量を回収融解液量及び製
氷量に応じて制御装置２０により制御している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，リキッドアイスにより
保冷を行う方式の保冷装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，食品輸送用車両としては，冷蔵車や
冷凍車がある。しかしながら，産地から消費者の手に渡
るまでには，市場・集配センター等で食品の載せ替えが
あり，食品が外気にさらされる。そのため，鮮度維持と
いう点で不満があった。そこで近年においては，コール
ド・ロール・ボックス（ＣＲＢ）と呼ばれる，冷凍機又
は蓄冷剤を備えた断熱箱に食品を入れ，該コールド・ロ
ール・ボックスごと車両に載せ替えることにより，ほと
んど食品を外気にさらさず品温一定で産地から消費者ま
で運ぶようにした，保冷システムが実現されつつある。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，従来のコール
ド・ロール・ボックスでは，蓄冷した蓄冷剤を使用済み
のものと交換するための煩わしさが生ずる。また，その
煩わしさを解消する為に，コールド・ロール・ボックス
に蓄冷剤を凍結させるための冷凍機を搭載すれば，重量
増大となり，輸送のための燃費が低下する，といった新
たな問題が生ずる。

【０００４】なお，簡便な冷熱の輸送手段の一つとし
て，リキッドアイスを用いた冷房装置が提案されている
（例えば，特開昭６３−１２９２３１号公報）。該冷房
装置は，リキッドアイスを貯溜する氷蓄熱タンクと，冷
房対象域に対して供給する冷風を上記氷蓄熱タンクの蓄
熱冷熱を冷熱源として発生する空調器とよりなる。そし
て，上記氷蓄熱タンクには，別途設けた製氷設備より上
記リキッドアイスを充填するようにしている。

【０００５】しかしながら，この冷房装置においては，
大規模な製氷設備を必要とする。また，該製氷設備によ
り製造したリキッドアイスを全て有効に使用することが
できず，ムダが生じやすい。本発明は，かかる従来の問
題点に鑑み，蓄冷剤交換作業が簡単で，製造したリキッ
ドアイスを有効に使用することができ，かつコンパクト
な，リキッドアイス式保冷装置を提供しようとするもの
である。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は，固液混相シャーベット状
のリキッドアイスを製造するリキッドアイス製造装置
と，該リキッドアイス製造装置に接続した蓄冷槽と，該
蓄冷槽に着脱可能に接続され上記リキッドアイスの供給
を受ける保冷箱と，制御装置とよりなり，上記蓄冷槽
は，移動可能な仕切壁により，リキッドアイスを貯溜す
るためのリキッドアイス室と，回収した融解液を貯溜す
るための融解液室とに区画形成し，該仕切壁は，その移
動量を回収融解液量及び製氷量に応じて，上記制御装置
により制御するように構成したことを特徴とするリキッ
ドアイス式保冷装置にある。

【０００７】本発明において最も注目すべきことは，定
置式のリキッドアイス製造装置及び２室分割構造の蓄冷
槽により固液混相シャーベット状のリキッドアイスを製
造し，上記畜冷槽中のリキッドアイスを保冷箱に注入す
る構成としたことにある。即ち，リキッドアイス製造装
置と，移動可能な仕切壁により区画された蓄冷槽と，該
蓄冷槽に着脱可能に接続した保冷箱と，仕切壁の移動量
を制御する制御装置とより，リキッドアイス式保冷装置
を構成したことにある。

【０００８】本発明において，上記リキッドアイスを製
造するために用いる液体としては，水や種々の水溶液，
各種液剤がある。上記リキッドアイス製造装置，蓄冷槽
及び制御装置は，例えば集配センターに配置する。一
方，上記保冷箱は，車両に搭載したり，降ろしたりでき
るようにキャスタ等を備え，クイックジョイントなどに
より，上記蓄冷槽に着脱可能に接続して，リキッドアイ
スを注入したり，放熱後の蓄冷剤融解液を回収したりで
きるようになっている。

【０００９】

【作用及び効果】本発明においては，リキッドアイス製
造装置により，固液混相シャーベット状のリキッドアイ
スを製造する。そして，このリキッドアイスを蓄冷槽の
リキッドアイス室内に一時貯溜する。また，畜冷槽の融
解液室内には，保冷箱内の融解液を回収しておく。

【００１０】上記リキッドアイスは，該蓄冷槽から保冷
箱へ供給される。このとき，制御装置は，融解液室にお
ける回収融解液量に応じて，仕切壁を移動させる。これ
により，リキッドアイス室が狭くなり，リキッドアイス
の上面高さは，ほぼ一定に保たれる。そのため，リキッ
ドアイス量が少なくなってきても，ほとんど残らずにリ
キッドアイスを保冷箱へ送り出すことができる。

【００１１】製氷時には，融解液室に貯溜されている融
解液をリキッドアイス製造装置に送り込み，リキッドア
イスとして融解液室に戻す。このとき，製氷量に応じ
て，制御装置により仕切壁を融解液室の方へ移動させ
る。これにより，融解液室が狭くなり，氷層部分が仕切
壁を越えてリキッドアイス室へこぼれ落ちる。このよう
にして，リキッドアイス室にリキッドアイスを充填す
る。

【００１２】上記保冷箱は，蓄冷剤交換時には，蓄冷槽
に対して着脱するだけで良い。また，蓄冷槽は，リキッ
ドアイス室と融解液室とに区画形成し，これらを効果的
に使い分けている。また，リキッドアイス供給時及び製
氷時には，仕切壁を効果的に移動させている。それ故，
本発明によれば，蓄冷剤交換作業が簡単で，製造したリ
キッドアイスを有効に使用することができ，かつコンパ
クトな，リキッドアイス式保冷装置を供給することがで
きる。

【００１３】

【実施例】

実施例１ 本発明にかかるリキッドアイス式保冷装置につき，図１
〜図８を用いて説明する。本例装置は，図１に示すごと
く，固液混相シャーベット状のリキッドアイスを製造す
るリキッドアイス製造装置１と，該リキッドアイス製造
装置１に接続した蓄冷槽２と，該蓄冷槽２に着脱可能に
接続され上記リキッドアイスの供給を受ける保冷箱３
と，制御装置２０とよりなる。

【００１４】そして，該蓄冷槽２は，移動可能な仕切壁
２０１により，リキッドアイス２４０を貯溜するための
リキッドアイス室２４と，回収した融解液２３０を貯溜
するための融解液室２３とに区画形成してある。また，
該仕切壁２０１は，その移動量を回収融解液量及び製氷
量に応じて，制御装置２０により制御するように構成し
てある。

【００１５】以下，詳述する。図１において，符号４は
蓄冷槽２のリキッドアイス室２４内のリキッドアイス２
４０を保冷箱３に送るポンプ，符号５はリキッドアイス
室２４内の下層の液のみを保冷箱３に送るポンプであ
る。符号６１は蓄冷槽２とポンプ４とをつなぐ配管あっ
て，符号６２は蓄冷槽２とポンプ５をつなぐ配管で，配
管６２の蓄冷槽２との接合部にはフィルタ７を設けてあ
る。このフィルタ７はポンプ５に液のみ送る為のもの
で，リキッドアイス中の氷粒子を通さない程度の目の粗
さになっている。

【００１６】また，ポンプ４，５の出口配管は合流して
配管８として保冷箱３につながる。配管８と保冷箱３と
の接合部には公知のクイックジョイント９を用いてい
る。これにより，着脱がワンタッチで出来，かつ取り外
した時の液漏れもないようにしてある。保冷箱３から蓄
冷槽２へのリターン配管１０と保冷箱３との接合部にも
クイックジョイント９を用いてある。リターン側のクイ
ックジョイント９の手前には，フィルタ１１を設け，保
冷箱３に注入された氷粒子が蓄冷槽２に戻らないように
している。

【００１７】そして，配管８の途中には，保冷箱３に送
られるリキッドアイス２４０の流量を検出する流量検出
器１２，保冷箱３に送られるリキッドアイス２４０中の
氷の割合を検出する氷分率検出器１３，リキッドアイス
２４０の温度を検出する温度検出器１４を設けてある。

【００１８】また，配管１０の下流には流路切換弁１５
があり，蓄冷槽２の融解液室２３へつながっている配管
１６１と蓄冷槽２のリキッドアイス室２４へつながって
いる配管１６２とを切換えるようにしている。また，配
管１０の途中には，配管１０内を流れる融解液の温度を
検出する温度検出器１７を設けてある。上記蓄冷槽２
は，図１及び図３に示すごとく，仕切壁２０１により，
上記融解液室２３と上記リキッドアイス室２４とに仕切
られ，両室の内容物の混合，熱交換は極力押さえるよう
になっている。また，仕切壁２０１は，仕切壁駆動装置
２１により，図１の左右方向に移動可能となっている。

【００１９】仕切壁２０１は，図７及び図８に示すごと
く，メネジ穴２０１０を具備し，仕切壁駆動装置２１の
駆動シャフト２１１のオネジ部２１１０と嵌合してい
る。仕切壁駆動装置２１の本体は，蓄冷槽外壁に固定し
てある。図７において，符号２０２は，駆動シャフト２
１１を回転自在に支持する軸受である。符号２０３は，
シャフトシールであって，蓄冷槽２内の溶液が駆動シャ
フト２１１を挿入した穴から外部へ漏れるのを防止して
いる。

【００２０】また，図８に示すごとく，仕切壁２０１の
蓄冷槽２の側壁に接する部分には，ゴムリップ２０１１
を設け，蓄冷槽２の融解液室２３及びリキッドアイス室
２４の内容物の混合を極力押さえている。仕切壁２０１
の材質は，熱伝導率の低い樹脂が良い。ただしネジ部の
耐久性向上の為，ネジ部のみ鉄鋼等の金属やセラミック
ス等，別の材質で作り，樹脂製の仕切壁に嵌め込んでも
良い。融解液室２３には，氷の比重よりも大きく，かつ
溶液の比重よりも小さいフロート２１０を設けてあり，
このフロート２１０はガイド２２０に沿って上下にある
程度移動可能になっている。

【００２１】図４に示すごとく，上記ガイド２２０に
は，フロート２１０を間に挟んで上下にリミットスイッ
チ２２１１，２２１２を設けてあり，フロート２１０が
上下してリミットスイッチ２２１１，２２１２を押すと
信号がでるようになっている。なお，符号２２２１，２
２２２は，ストッパを示し，フロート２１０による押圧
力でリミットスイッチ２２１１，２２１２がこわれるの
を防止している。上記制御装置２０は，ガイド２２０か
らのフロート２１０の位置信号を入力して，仕切壁駆動
装置２１に仕切壁２０１を動かしたり，停止したり指示
する制御信号を出力する。また，制御装置２０は，流量
検出器１２，氷分率検出器１３，温度検出器１４，１７
からの検出信号を入力してポンプ４，５及び流路切換弁
１５を制御したりする。

【００２２】上記リキッドアイス製造装置１は，図２に
示すごとく，圧縮機１１０，凝縮器１２０，膨張弁１３
０，製氷器１４０から成る。該製氷器１４０は二重管構
造となっており，内管１４１の内側を蓄冷剤融解液が流
れ，また内管１４１と外管１４２との間を液冷媒が流れ
るようにしてある。そして，液冷媒が蒸発することによ
り，蓄冷剤融解液から熱を奪い，製氷を行うようにして
ある。

【００２３】内管１４１の内側には，内管１４１の内周
面に摺接するらせん状のパドル１４３を設けてある。こ
のパドル１４３は，インバータ１６０で回転数を任意に
調整できるモータ１５０により回転するようにしてあ
る。そして，該パドル１４３により，内管１４１の内周
面をこすって内周面に氷が蓄積するのを防止するととも
に，ポンプ作用で氷粒子と液とを軸方向に送るようにし
ている。

【００２４】本例装置は，上記のように構成されている
ので，次の作用効果を呈する。保冷箱３はリキッドアイ
ス注入が完了するとクイックジョイント９の部分で蓄冷
槽２と切離される。そして，該保冷箱３の中に食品等を
入れて，車両等に搭載し，食品等の品温一定の輸送に用
いられる。上記蓄冷槽３の蓄冷に当たっては，まず使用
済み又は新しい保冷箱３と蓄冷槽２とをクイックジョイ
ント９によりに接続する。この時，保冷箱３の庫内温度
ｔ１は目標庫内温度ｔ２よりも高いので，最初はポンプ
５のみ作動させ，リキッドアイス室２４内の下層の液の
みを保冷箱３に送り，保冷箱３を予冷する。流路切換弁
１５の初期切換位置は配管１０と配管１６１とを接続す
る位置にあり，保冷箱３に入っていた温度が高い液や，
保冷箱３を予冷して温度上昇した液を蓄冷槽２の融解液
室２３に送る。

【００２５】温度検出器１４，１７の検出値の差が設定
値△ｔＳ（例えば０．５℃）以下になれば，予冷は完了
したとして，流路切換弁１５を配管１０と配管１６２と
を接続する位置に切換える。そして，ポンプ５を停止す
ると共に，ポンプ４を作動させて，リキッドアイス室２
４内の上層のリキッドアイス２４０を保冷箱３に注入す
る。なお，このように初期に流路切換弁１５を操作する
のは，温かい液で蓄冷槽２内のリキッドアイスを融かさ
ないようにするためである。上記リキッドアイス２４０
は，固液混層シャーベット状のものであるから，保冷箱
３内のリキッドアイス２４０中の氷の重量割合であるＩ
ＰＦ（Ｉｃｅ Ｐａｃｋｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ；氷充填
率）には上限があり，保冷能力や注入の経済性等を勘案
して目標ＩＰＦを決める。

【００２６】次に保冷箱内蓄冷剤容量と目標ＩＰＦとを
掛け合わせて，保冷箱内の目標氷存在量Ｗを算出する。
そして流量検出器１２及び氷分率検出器１３からの信号
より，次式を用いて氷流量Ｍを算出する。 Ｍ＝Ｑ×Ｒ（ここで，Ｑ：流量，Ｒ：氷分率） 注入開始（Ｔ＝０）よりＭを積算し，各時点での保冷箱
内氷存在量Ｖを求め，Ｖ≧Ｗとなった時点（Ｔ＝Ｔ１）
でポンプ４を停止し，注入は完了する。この保冷箱内氷
存在量Ｖは，図５中に示す式により求まる。そして，こ
れをグラフにより表すと，図５に示す関係となる。

【００２７】保冷箱３に入っていた温度が高い液や，保
冷箱３を予冷して温度上昇した液は，蓄冷槽２の融解液
室２３に送られるので，融解液室２３の液面が上昇す
る。そのため，フロート２１０も上昇して，リミットス
イッチ２２１１を押して信号ＵＬを制御装置２０に送
る。制御装置２０は，この信号ＵＬが出力されている間
は，仕切壁駆動装置２１に対して，仕切壁２０１を図１
における右方向（リキッドアイス室２４の方向）に動か
すように指示を出し続ける。仕切壁２０１が右方向に動
くと融解液室２３が広がる為，液面が下がってきて，や
がてフロート２１０も下がってリミットスイッチ２２１
１を押さなくなる。そのため，信号ＵＬの出力はなくな
り，仕切壁２０１の移動は停止する。

【００２８】この時，リキッドアイス室２４内の液は保
冷箱３を予冷するために送り出され，戻ってきていない
ので，リキッドアイス室２４内の貯溜容量は減少してい
る。しかし，仕切壁２０１が右に移動し，リキッドアイ
ス室２４が狭くなっている為，リキッドアイス２４０の
上面の高さは，ほぼ一定に保たれる。そのため，送り出
しによりリキッドアイス量が少なくなってきても，ほと
んど残らず確実に保冷箱３へ送り出すことができる。

【００２９】一方，夜間電力等を用いリキッドアイスを
製造する時は，融解液室２３内の融解液２３０をリキッ
ドアイス製造装置１に導入し，リキッドアイスを融解液
室２３に戻す。このとき，フロート２１０の比重は，氷
の比重よりも大きく，融解液の比重よりも小さいので，
フロート２１０は上部氷層と下部液層との境界に位置す
る。

【００３０】製氷が進むと液が減少し，氷粒子が増加し
てくるので，フロート２１０は下降し，リミットスイッ
チ２２１２を押すようになる（図４）。リミットスイッ
チ２２１２は，信号ＤＬを制御装置２０に送るので，制
御装置２０は仕切壁駆動装置２１に仕切壁２０１を図１
における左方向に動かすように指示する。そして，仕切
壁２０１が左方向に動くと融解液室２３が狭くなるた
め，上部氷層と下部液層との境界は上昇し，フロート２
１０も上昇して，リミットスイッチ２２１２を押さなく
なる。そのため，信号ＤＬの出力はなくなり，仕切壁２
０１は停止する。

【００３１】これを繰り返すと，仕切壁２０１は，畜冷
槽２の右端の近くから左端の近くまで移動してくる。こ
の間，上部氷層と下部液層の境界の位置は，ほぼ一定に
保たれるが，氷層はどんどん厚くなっていくので，図６
に示すごとく，氷層部分が仕切壁２０１を越えてリキッ
ドアイス室２４にこぼれ落ちる。こうして仕切壁２０１
が左に移動し終わった時，リキッドアイス室２４はもっ
とも広くなっており，ＩＰＦの高いリキッドアイス２４
０で満たされている。

【００３２】このように，本例によれば，蓄冷剤交換作
業が簡便になる。また，蓄冷槽２を可動な仕切壁２０１
で２室に分け，一方をリキッドアイス貯蔵用に，もう一
方を回収融解液溜めに用い，リキッドアイス注入が進ん
でも液面高さ及びリキッドアイス上面高さをほぼ一定に
保つようにしている。そのため，製造したリキッドアイ
スをほとんど残らず有効に使用することができる。ま
た，蓄冷槽２も小さくできるという優れた効果がある。
なお，本例においては，駆動シャフト２１１が回転する
と仕切壁２０１が図７の左右方向に移動するようにして
いるが，仕切壁２０１が左右にいっぱいに動いた後は，
仕切壁駆動装置２１の保護の為，過電流を検出して電源
供給を止めたり，リミットスイッチを設けて電源供給を
止めるようにしても良い。

【００３３】また，本例のリキッドアイス製造装置１
は，図２に示すごとく，らせん状パドル１４３とインバ
ータ１６０を具備しており，らせん状パドル１４３は内
管２の内周面をこすって内周面に氷が蓄積するのを防止
するとともにポンプ作用で氷粒子と液とを軸方向に送る
働きをしているが，このらせん状パドル１４３とインバ
ータ１６０の代わりに，米国特許第４５５１１５９号に
記載してあるように複数の放射状に設けられたダッシャ
と液輸送用ポンプを設けても良い。また，仕切壁２０１
の移動機構としては，図７に示すごとく，ネジと回転モ
ータを用いたが，仕切壁駆動装置としてリニアモータを
用い，その出力シャフトの先を仕切壁２０１に接続する
様にしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例にかかるリキッドアイス式保冷装置の概
略説明図。

【図２】実施例のリキッドアイス製造装置の詳細説明
図。

【図３】実施例の蓄冷槽の外観斜視図。

【図４】実施例のフロート部分の拡大断面図。

【図５】実施例における経過時間に対する氷流量及び保
冷箱内氷存在量の関係を示す線図。

【図６】実施例の蓄冷槽の作用説明図。

【図７】実施例の仕切壁駆動装置を説明するための側面
断面図。

【図８】実施例の仕切壁駆動装置を説明するための一部
断面斜視図。

【符号の説明】

１．．．リキッドアイス製造装置， ２．．．蓄冷槽， ２０．．．制御装置， ２０１．．．仕切壁， ２３．．．融解液室， ２４．．．リキッドアイス室， ３．．．保冷箱，

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 固液混相シャーベット状のリキッドアイ
   スを製造するリキッドアイス製造装置と，該リキッドア
   イス製造装置に接続した蓄冷槽と，該蓄冷槽に着脱可能
   に接続され上記リキッドアイスの供給を受ける保冷箱
   と，制御装置とよりなり， 上記蓄冷槽は，移動可能な仕切壁により，リキッドアイ
   スを貯溜するためのリキッドアイス室と，回収した融解
   液を貯溜するための融解液室とに区画形成し，該仕切壁
   は，その移動量を回収融解液量及び製氷量に応じて，上
   記制御装置により制御するように構成したことを特徴と
   するリキッドアイス式保冷装置。