JPS6044596B2 - 冷却気体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却気体の製造方法に関するが、更に詳しく
は円筒状の本体とその内部に設けた多数の液体噴霧口と
本体の側壁に開口する循環空気吹入管と本体中心部に上
下方向に貫通する空気排出管とから成る噴霧冷却器を用
い、冷却した塩類水溶液を噴霧して未処理気体と直接接
触させ、直接的に冷却気体を製造する全く新規な方法に
係るものである。

従来、冷却気体を製造するには、各種の冷媒をパイプ
中に通してその周囲に存在する気体を冷却する方法が広
く行われている。

しかしこの方法では、冷媒を通すパイプ周辺の気体中に
含まれている水分が凍結してパイプ上に霜がつくことは
避けられなかつた。霜がつくと冷却効果は極端に低下し
、温度のコントロールも非常に困難となるので霧散り処
理が必須であつた。しカル霧散り処理は非常に困難な処
理であるとともに、その間冷却工程の方は停止せざるを
得ないという欠点があつた。しかも冷媒は臭気、爆発性
、毒性を有しているものが多いため、安全性、衛生上、
及び公害上 からも問題があり、特に食品、医薬品等の
冷却には適していない。 本発明は、これら冷媒を用い
る間接的な気体冷却法の欠点を解決するためになされた
ものであつて、公害上、冷媒自体にも問題があるうえ冷
媒法によれば霜の発生も免れ得ないため、冷媒法を使用
しないで従来法とは全く発想を異にする冷却気体の製造
方法を確立する目的でなされたものである。

そこで従来からの既製概念をすべて廃棄して鋭意研究
を行つた結果、塩類水溶液はその濃度に応じて相当低温
にまで液体状態を保有しながら冷却でき、しかも温度コ
ントロールが容易に行える点に着目し、この冷却塩類水
溶液を気体と直接接触せしめると熱交換が迅速に行われ
るという新知見を得た。

そこで更に研究を進めた結果、円筒状の本体とその内部
に設けた多数の液体噴霧口と本体の側壁に開口する循環
空気吹入管と本体中心部に上下方向に貫通する空気排出
管とから成る噴霧冷却器を使用すれば上記した直接冷却
法がほぼ完壁に行われることをつきとめ、本発明が完成
されたのである。 即ち本発明は、冷媒を用いて間接的
に気体を冷却するのとは全く異なり、冷却塩類水溶液と
気体とを直接接触させて直接的に冷却気体を製造するも
のである。

このようにして直接法で得られた冷却気体は、冷媒のよ
うに有毒成分を含有していないのでこれを直接冷蔵庫に
通気送入して庫内の貯蔵品に直接接触せしめて貯蔵品を
迅速に冷却する（一こともできるという特徴と有するも
のである。

本発明において使用する気体は、空気、窒素ガス、炭酸
ガス、希ガス類元素からなる不活性ガス、酸素、酸素（
又は空気）とそれ以外のガスの混合物であるが、冷蔵庫
内の貯蔵品に対して害作用を与えず、且つ塩類とも両立
するような気体であればどのような気体も使用すること
ができる。これらの気体は、塩類水溶液と接触させて熱
交換を行つて冷却するのであるが、この場合、未処理気
体を迅速且つ確実に所定温度にまで冷却し、デリケート
な温度管理が可能であり、希薄なものから濃厚なものま
での各種濃度の塩類水溶液を処理することができ、しか
もこの冷却気体を直接冷蔵庫内に送風できるとともにこ
れを循環処理できるという諸条件を同時に達成できるシ
ステムとして、円筒状の本体とその内部に設けた多数の
液体噴霧口と本体の側壁に開口する循環空気吹入管と本
体中心部に上下方向に貫通する空気排出管とから成る噴
霧冷却器を用いその中で冷却塩類水溶液を未処理気体に
噴霧するという新規なシステムを本発明では想到、採用
するに到つたのである。使用する塩類としては、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネ
シウム等の塩類が使用される。これらの塩類は、これを
水溶液にしたとき、凍結点がＯ℃以下つまり０℃以下に
なつても凍結しないで液状のままであつて、０゜Ｃて凍
結してしまう真水を使用するよりも冷却率が高いのみで
なく、塩類濃度を変えることによつて冷却温度をＯ〜−
５０℃の範囲内で自由に変えることができるので、各種
貯蔵物に適した温度を有する冷却気体が得られ、生鮮食
料品、微生物製剤、生化学薬剤、その他の薬剤等従来の
貯蔵法では品質の劣化が避けられず長期保存も不可能な
貯蔵物に対しても好適な冷却気体が得られるのである。
塩化ナトリウムと塩化カルシウム水溶液の濃，度と凍結
点との関係の１例を示せば次のとおりである。後で実施
例により本発明を詳しく説明するけれども、本発明方法
によれば、冷媒によつて気体を間接的に冷却する従来法
とは全く異なり、冷却した塩類水溶液と未処理気体とを
直接接触させて該気体を直接冷却するため、従来法のよ
うに冷媒バイブに霜がつくようなことはなく、従つて霜
による欠点はすべて除去され、迅速、確実に冷却気体を
得ることができ、且つ希望するように微妙な温度管理が
自由にしかも容易に実施することができるという利点が
得られる。

本発明方法では冷媒を使用して冷却気体を製造するもの
ではないので、冷媒使用による欠点、つまり、爆発性、
臭気、毒性等の欠点が除去されるという著効も得られる
。また、本発明方法によつて製造された冷却気体は、そ
れ自体の性質からも、また円筒状の本体とその内部に設
けた多数の液体噴霧口と本体の側壁に開口する循環空気
吹入管と本体中心部に上下方向に貫通する空気排出管と
から成る噴霧冷却器の採用という点からも、これを冷蔵
庫内に直接吹込んで庫内の貯蔵物を直接冷却することが
てきるので、貯蔵物を迅速確実に所定温度にまで冷却で
きるとともに微妙な温度管理も可能となるのである。本
発明によつて製造される冷却気体は、上述したようなす
ぐれた性質を有しているので、各種物質の冷却、貯蔵、
保存に広く使用することができる。それに安全性が非常
に高いので、この冷却気体は、特に飲料、食料品、医薬
品、その他化学医薬品の冷却、保存に適している。次に
本発明方法の実施例を添付図面を参照しながら詳細に説
明することにする。

図面は、本発明方法を実施するための冷却気体製造方法
の１実施例を示したものであるが、該装置によつて製造
された冷却気体を用いて冷蔵庫内に直接冷却する１実施
態様も併せて示している。

図面において１は冷蔵庫であつて、これは冷水流通管１
３でその外部を囲繞し、この中に冷水又は冷却塩類溶液
を通して冷蔵庫１の外部からもこれを冷却するようにし
ている。冷水流通管１３は適宜必要に応じて使用しない
で済ますこともできる。３０は空気ファンで、その吐出
空気は第１サイクロン３４に吹入される。

該サイクロン３４には蒸気バイブ３５が付設されていて
、冷蔵庫１より同伴したごみ等の固形物を分離すると共
に、必要に応じて蒸気を噴出させて空気の殺菌をも行う
ものである。しかし、簡便には、この第１サイクロン３
４は省略し、直接バイブ３３″を通過させることもでき
る。この際、蒸気バイブは直接このバイブ３３″又は噴
霧冷却器３６に開口させておけばよい。ごみ等の除去は
噴霧冷却器３６で行なわれる。サイクロン３４により、
ごみ等を除去された空気は、導管３３を経て噴霧冷却器
３６に送られる。

該噴霧冷却器３６は、側方にサイクロン３４と連通する
空気導管３３を開口させ、上方に還流管３７を開口固定
し、噴霧冷却器３６内の該還流管３７周辺に冷液管３８
を取付け、これを分岐して多数の噴霧口３９ａ，３９ｂ
・・・・・・を噴霧冷却器３６内に開口させると共に、
冷液管３８は冷却塩類溶液タンク１０と連通させる。冷
却塩類溶液タンク１０内には常時所定温度に冷却した冷
却塩類水溶液が大量貯蔵してあり、該冷却塩類水溶液は
ポンプ２９を介して噴霧口３９ａ，３９ｂ・・・・・・
より小滴となつて噴霧冷却器３６内に噴出する。従つて
、噴霧冷却器３６に入つた空気は、噴霧口３９ａ，３９
ｂ・・・・・・より液滴と接し、迅速且つ効率のよく熱
交換を行い、冷却による過剰の水分は、凝縮奪水され、
不足の水分は加湿され、冷却塩類水溶液温度と略等しい
温度だ飽和し、還流管３７より出る。一方熱量を奪つた
塩類水溶液は冷蔵庫内の臭気、こみ微粒子等も溶塩又は
懸濁させており、再三繰返し使用には不適であるから導
管４１を経て沖過機４２に入れ泊過して導管４「を介し
冷却塩類溶液タンク１０に戻す。このためろ過機４２は
通常の泊過機に、活性炭、硅藻土、酸性白土、等の吸着
物質を成層させ？過面としたものが好ましい。噴霧冷却
器３６を出た冷却空気は、尚多少の飛沫を同伴し、湿つ
ているので第２サイクロン４３による完全に脱水する。
なお、この冷却空気に塩類が含まれている場合も、この
サイクロンで処理する。従つて脱水滴し、飽和湿度の空
気が還流管４７を経て冷蔵庫１に戻ることになる。この
際、飽和湿度でなく、一定湿度（例えば６０％湿度）の
ものが得たい場合は、調温した乾燥空気を送気管４４か
ら一定量送り混合してやればよい。噴霧口３９が塩類に
よつて詰まつたときには、図示してはいないが、例えば
４０℃程度の温水を適用してこれを溶かすようにしてお
く。このようにして本発明に係る冷却気体が製造される
のである。このようにして得られた冷却気体を用いて冷
蔵庫内を直接冷却する方法について、以下に簡単に説明
する。

ファン３０の吸込管２５と還流管４７との間には、バイ
パス管４８が設けられており、該バイパス管４８上には
、ダンパ等の通風量制御装置４９が設けられている。

一方、冷蔵庫内には、庫内温度の検出装置Ａ，，Ａ２と
庫内湿度の検出装紬，，Ｂ２を設け、これらの検出信号
を受け通風量制御装置４９を作動する作動部５０が設け
られていて、貯蔵物や人の出入等によつて庫内温度が変
化したとき通風量制御装置４９の作動により、還流管４
７の空気の吸込管２５へのバイパス量を制御することに
より、１時的に大量の調温調湿空気を循環させ、庫内の
温度・湿度の制御を行うものである。

図中４４は送気管であり、その端部をサイクロン４３に
開口させ、必要に応じて調湿のため乾燥空気を送り、ま
た蒸気を吹入し、循環空気を加熱したり、また、還流管
４７を介し冷蔵庫１及び配管類の殺菌を行うこともでき
るようになつている。又５は冷却塩類水溶液冷却装置の
冷媒圧縮機、６は圧縮機５より出た冷媒ガスの凝縮器、
７は導管であつて冷却塩類溶液タンク１０内の蒸発器８
に連る。又Ｃは冷却塩類溶液タンク１０内の温度検出機
であり、温度検出機Ａｌ，Ａ２はファン３０の図示しな
い動力と電気的に結合し、温度検出機Ｃは圧縮機５と電
気的に結合する。還流管４７と吸込管２５とは、四方切
替弁２２を介して、冷蔵庫１の開口１７と１８とに連絡
する冷風導管２３，２４に連通する。

図面には還流管４７が冷蔵庫の天井板１９上の開口１７
に連る導管２４に連通し、吸込管２５が、冷蔵庫の底板
２０の開口１８に連る導管２３に連通した状態が示され
ており、このとき、冷風は冷蔵庫の上方から冷蔵庫内に
流入して、下方から排出される。四方切替弁２２を９０
て回動すると、上記の連通関係は逆となり、冷風が冷蔵
庫の下方から流入し、上方から排出されるように切替え
られることは、明らかであろう。上記装置の運転に際し
ては先づ圧縮機５を作動し、冷却塩類溶液タンク１０内
の塩類水溶液を所定温度迄下ける。

所定温度迄下ると、温度検出機Ｃよりの指令により圧縮
機５のスイッチが開となり停止し、温度が上昇すると閉
となつて作動し０Ｎ，０ＦＦ制御する。ファン３０及び
ポンプ２９を作動させると冷蔵庫１内の空気は、第１サ
イクロン３牡噴霧冷却器３６、第２サイクロン４３を経
て浄化、冷却されて本発明に係る冷却気体が製造される
ことになり、これが冷蔵庫１内に還流する。

冷蔵庫１内の温度が所定温度に下ると、温度検出機Ａｌ
，Ａ２がこれを検知し、作動部５０に伝え通風量制御装
置４９を回動させるので還流管４７の空気はバイパス管
４８、吸込管２５、ファン３０、第１サイクロン３牡噴
霧冷却器３６、第２サイクロン４３を通つて循環し、冷
蔵庫１内へは全く、又は制約された量しか流入しない。
又冷蔵庫１内の温度が急上昇すると、通風量制御装置４
９は停止Ｌ１旧に復して冷蔵庫１内にのみ還流する。こ
のようにすることにより冷蔵庫内が一定の温度が保たれ
るが、冷却管１３の温度を調節することにより庫内の湿
度調節も行うものである。このため湿度検出機Ｂｌ，Ｂ
２を所定の湿度目盛に調節しておき冷却管１３の温度を
調節すると、庫内の関係湿度は変動し、この変動を湿度
検出機Ｂｌ，八がとらえ、操作部５０を作動さすのて前
記と同一理由により庫内の湿度を制御することができる
。上記方法を構することにより第１サイクロン３４、噴
霧冷却器３６、第２サイクロン４３を常時運転しながら
冷却気体を製造し、一方では通風量制御装置４９を作動
又は停止させて、冷蔵庫１内の温度と湿度を調節するこ
とができるのて、庫内はたえず一定温度を維持すること
が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法を実施するための冷却気体製造装置の実
施例、及び得られた冷却気体の応用例を図示した断面側
面図である。 １・・・・・・冷蔵庫、５・・・・・・圧縮機、６・・
・・・・凝縮器、８・・・・・・蒸発器、１０・・・・
・・冷却塩類溶液タンク、１３・・・・・・冷水流通管
、１７・・・・・・開口、１８・・・・・・開口、２０
・・・・・底板、１９・・・・・・天井板、２２・・・
・・・四方切換弁、２５・・・・・吸込管、２９・・・
・・・ポンプ、３０・・・・・・ファン、３４・・・・
・・サイクロン、３５・・・・・・蒸一気バイブ、３６
・・・・・・噴霧冷却器、３７・・・・・・還流管、３
８・・・・・・冷液管、３９・・・・・・噴霧口、４２
・・ろ過機、４３・・・・・・第２サイクロン、４４・
・・・・・送気管、４７・・・・・・還流管、４８・・
・・・・バイパス管、４９・・・・・・通風量制御装置
、５０・・・・・・作動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状の本体とその内部に設けた多数の液体噴霧口
   と本体との側壁に開口する循環空気吹入管と本体中心部
   に上下方向に貫通する空気排出管とから成る噴霧冷却器
   において各種濃度の塩類水溶液を噴霧して導入気体と熱
   交換を行わしめ、該気体を０〜−５０℃に冷却すること
   を特徴とする冷却気体の製造方法。