JPS6032786B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は冷凍装置に関するものである。

この発明の冷凍装置は、一般に瞬間冷凍と称されている
冷凍方法と、冷凍機を用いる冷凍方法を折衷した冷凍方
法を行うことができる冷凍装置に係るものである。

近来、ひと〈ちに「冷凍」と伝えば、そのほとんど瞬間
冷凍を指す程瞬間冷凍が普及している。

この瞬間冷凍とは、液体窒素あるいは液体炭酸等の液体
冷煤を噴射し、該液体冷煤の気化熱を利用して冷凍する
手段を指すもので、この冷凍方法は、冷凍工程としては
申し分のないものである反面冷煤の大量使用によるコス
ト高が唯一の欠点である。また、従釆より行われている
冷凍機を用いる冷凍方法は、周知のように比較的安価で
はあるものの冷却温度が前記の瞬間冷凍に比しかなり高
温度であり、従って、含水率の高い食品等を冷凍機を用
いた冷凍方法で冷凍した場合において、被冷凍物質内の
水分が緩慢な低温で氷塊粒子が大となり、これを解凍す
ると、被冷凍物質はスポンジ状を呈して異質のものとな
り、食品としての品質は喪失する。

また更に、冷凍機に連なる熱交換器は、その低温によっ
て、被冷凍物質が含水物質であれば直ちに霧点孫吉氷現
象を呈し、冷凍能力を極度に低下させる欠点がある。こ
の発明は、上記の事柄から、冷凍工程のすべてを上記の
高価な瞬間冷凍とせず、併用する冷凍機を用いる冷凍効
果を阻害しない程度になるまで瞬間冷凍を用い、その後
に冷凍機による冷凍方法に切り替え得るようにしたもの
である。

即ち、被冷凍物質の含水による熱交換器の霧点結氷現象
が生ずる以前に被冷凍物質を瞬間冷凍法をもって該物質
の表層に氷層を構成し、内部の水分を封じ込め水分の蒸
発を停止させたのち冷凍機を作動し、無水雰囲気状態で
該雰囲気温度を維持または、より以上に低温化して冷凍
作業を続行することができる装置を提供するものである
。

今、ここにこの発明の実施例を図面と共に説明すれば、
１は５面を断熱材を介層した冷凍槽を示すもので、開閉
扉２も冷凍槽１と同様素材をもって構成されている。こ
のようにした冷凍槽１の内壁に沿って冷凍機３に冷煤管
４を介して接続した熱交換のフィン管５を函続設置する
と共に、該フィン管５の周囲に隔壁６と前記冷凍槽１の
内壁とによって低温雰囲気循環路７を形成し、且つ、開
閉扉２を装着および接触する付近の低温雰囲気循環路７
の終端に近い隔壁６に低温雰囲気出口８を設ける。また
、前記隔壁６の内面には或る一定幅の液冷煤循環路９を
形成するために内側隔壁１０を設けると共に、前記低温
雰囲気出口８と対応する同位層付近に冷媒出口１１を設
ける。このように冷凍槽１内には２重の隔壁、即ち、隔
壁６および内側隔壁１０とによって低温雰囲気循環路７
ならびに液冷媒循環路９を形成し、前者の低温雰囲気循
環路７の一部に循環用ファン１２を設け、冷凍槽１に固
着したモータの回転動源１３の動力を得て回転自在にな
るようにすると共に、該循環ファン１２の前方向に層成
された液冷媒循環路９の一部を閉鎖して低温雰囲気吸入
口１４を開□する。更にまた、前記後者の液冷煤循環路
３の一部に液袷媒循環ファン１５を設け、冷凍槽１に固
着したモータ等の回転敷源１３の回転軸１６を前記の低
温雰囲気循環路７を貫通して液冷煤循環ファン１５に対
し回転力を伝達できるように接続構成してある。この液
冷煤循環ファン１５の前面の内側隔壁１０を開□して液
冷媒吸入口１７を開設する。上記の循環用ファン１２な
らびに液冷煤循環ファン１５は同種のもので、これが回
転することによって、ファン前面より吸気し、その円周
方向に排気し得る作用を備えた器種のもので、これ等双
方のファンを冷凍槽１の形状、つまり容積ならびに立方
体を構成する縦、横、高さの寸法比に応じ，、その設置
箇所ならびに設置箇所を特に限定するものではなく、冷
凍槽１における容積ならびに形状に最も効率のよい箇数
ならびに設置箇所を設定する必要がある。

また、冷凍槽１あるいは、前記の液冷媒循環路９のいず
れかに液冷媒供給管１８の端部を開□すると共に、冷凍
槽１あるいは低温雰囲気循環路７のいずれかに窒素ガス
あるいは炭酸ガス等無水分の不活性ガスを供孫合する不
活性ガス供給管１９の端部を閉口する。

前者の液冷媒供給管１８は中間に開閉弁２０を介袋して
液体窒素あるいは液体炭酸等を充満させた液冷煤貯溜槽
２１に接続し、また後者の不活性ガス供聯合管１９は、
その中間に圧力調整弁２３および開閉弁２４を介装して
不活性液化ガス容器２５に接続する。以上のように構成
した冷凍装置を操作するには、コントローラ２６にそれ
ぞれの主要部、即ち、各々の開閉弁２０，２４、回転動
源１３、冷凍機３等を結ぶ回路ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ等を
介袋し、手動操作あるいはタイマーによる自動操作なら
びに設定プログラムにより冷凍槽１の温度を検知する温
度センサー２７の情報を回路ｆによって伝達を受け、自
動的に主要部を動作できるようにして成るものである。

なお、図中２８は、冷凍槽１に設けた排気筒を示すもの
である。

この発明は以上のように構成したもので、被冷凍物質を
冷凍する際、その被冷凍物質の種類に応じて冷凍作業を
行う。

即ち、食品のように含水率の高いもの、あるいは低いも
のとによって冷凍手順が異なる。この冷凍装置は、瞬間
冷凍の作動単価よりも安い冷凍機３の作用を主として使
用することが目的であり、そこに含水率の高いものを冷
凍機３の作用で冷凍すれば、たちまちのうちにフィン管
５に霧点結氷現象を発生させてその冷凍効果を著るしく
低下させてしまうので、被冷凍物質の含水率によって操
作手段を設定する必要がある。この発明の装魔は、冷凍
作業開始時に、先ず、液冷煤供給管１８の開閉弁２０を
開き、冷凍槽１内に、被冷凍物質の種類に応じた設定量
の液冷媒を一定時あるいは一定流量を持続して供聯合す
ると同時に、液袷煤循環ファン１５を作動させると、第
２図示の矢印×のように糟内よりファン、ファンより液
冷媒循環路９、そして再び槽内へとの順路を反復した強
制循環作用が行なわれる。

この強制循環によって、槽内は瞬時に低温化され、被冷
凍物質が含水物質であるならばその表面の水分は凍結さ
れて表面給現象を生じさせる。この段階において液袷媒
の供給が持続されている場合は、直ちに開閉弁２０を閉
じて液冷煤の供孫舎を断ち、これと同時に冷凍機３を動
作させると共に、循環ファン１２を作動させて冷凍槽１
内の雰囲気を矢印Ｙ方向に強制循環させて対流を発生さ
せる。これ等、冷煤の供給功替時においても、先に供給
された液冷煤は間断なく気化し、槽内が所定圧力に上昇
すれば排気筒２８から該高圧ガスは大気中に逸脱し、最
後には大気圧と同等になった時点で大気温度と糟内の温
度差とによって水蒸気を含む大気の吸引が想定されるの
で、ここで無水の不活性ガスを送入するものである。こ
のように冷煤の種類切替によって、該切替当初は、液冷
媒による温度低下を維持する低温作業を冷凍機３による
フィン管５の熱交換作業で持続し、（第５図温度グラフ
参照。

Ｌ区間は液冷蝶で冷凍作業を行う時分、Ｎ区間は冷凍機
３の作動で冷凍作業を行う時分を示すものである。）被
冷凍物質の内部に向って熱伝達が行われ、その作業の続
行と共に、被冷凍物質のすべてが、その雰囲気温度に達
すれば、冷凍機３による冷凍効果により槽内温度は再び
下降現象をはじめる。これ等の状態時には、被冷凍物質
から水分の放出は全くないので、フィン管５において霧
点結氷現象は全くなく、従ってフィン管５は、その冷凍
効果を余すことなく発揮することができる。また更に、
冷凍槽１において、隔壁６および内側隔壁１０と共に、
該２つの隔壁６，１０とによって形成された低温雰囲気
循環路７および液袷媒循環路９と、その各々の循環路７
，９のそれぞれに設けた循環用ファン１２および液冷媒
循環ファン１５とをそれぞれ設けた構成にしたことによ
って、その設定作動時に、所定の袷煤が整然と冷凍槽１
内を強制循環対流させられるので、該冷凍槽１内いずれ
の箇所でも均一の温度を保つことができ、従って、冷凍
効果に無駄がなく早期冷凍効果を奏することができると
ことを特徴とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍槽の背面図、第２図は第１図０ーロ線断面
図、第３図は第１図皿−ｍ線断面図、第４図はこの発明
のフローシート、第５図は冷凍作業時における冷凍槽内
の温度変化を示す温度グラフである。 １・・・冷凍槽、２・・・開閉扉、３・・・冷凍機、５
・・・フィン管、６・・・隔壁、７・・・低温雰囲気循
環路、８・・・低温雰囲気出口、９・・・液袷煤循環路
、１０・・・内側隔壁、１１・・。 冷媒出口、１２…循環用ファン、１３・・・回転勤源、
１４・・・低温雰囲気吸入口、１５・・・液冷媒循環フ
ァン、１７…液冷煤吸入口、１８・・・液冷煤供給管、
１９・・・不活性ガス供給管、２８・・・排気筒。第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷凍槽１および開閉扉２を断熱層体をもつて構成し
   、その冷凍槽１の内面に沿つて冷凍機３に連なる熱交換
   器のフイン管５を囲繞設置すると共に、該フイン管５を
   内装するように、端部に低温雰囲気出口８を有する隔壁
   ６をめぐらせ冷凍槽１の内面とで低温雰囲気循環路７を
   形成し、更に、前記隔壁６の内方に、ある一定の幅を介
   して内側隔壁１０を設け、これと隔壁６とで液冷媒循環
   路９を形成し、前記隔壁６に設けた低温雰囲気出口８の
   設置箇所に対応する内側隔壁１０の位置に冷媒出口１１
   を設け、前記の低温雰囲気循環路７中に適数個の循環用
   フアン１２を冷凍槽１に固着した回転動源１３の動力を
   得て回転できるようにし、該循環用フアン１２の前方に
   ある液冷媒循環路９を割愛して低温雰囲気吸入口１４を
   設けると共に、また、前記液冷媒循環路９中に適数個の
   液冷媒循環フアン１５を前記の循環用フアン１２と同様
   にして設け、その前方の内側隔壁１０の一部を明孔して
   液冷媒吸入口１７を設け、更に、冷凍槽１の空間部また
   は前記の液冷媒循環路９中に液冷媒を供給できる液冷媒
   供給管１８の端部を開口すると共に、冷凍槽１内に不活
   性ガス供給管１９、ならびに排気筒２８を接続して成る
   冷凍装置。