KR100695182B1 - 제품을 냉동시키기 위한 냉동 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 제품을 냉동시키기 위한 냉동 방법은, 극저온 액체를 증발시키는 단계와, 이렇게 형성된 증기를 피냉동 제품과의 간접적인 열 교환으로 가온하는 단계와, 상기 가온된 증기를 일 팽창시키는 단계와, 그리고 이렇게 얻어진 일 팽창된 증기를 상기 제품 또는 다른 제품의 냉각에 사용하는 단계를 포함한다.

Description

제품을 냉동시키기 위한 냉동 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FREEZING PRODUCTS}

도 1은 본 발명의 장치의 일 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 2는 액체 질소를 펌핑하는 압력에 대하여 소정 작업에 사용되는 액체 질소의 양에 있어서의 절약분의 관계를 좌표로 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 장치의 제2 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 4는 본 발명의 장치의 제3 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 5는 본 발명의 장치의 제4 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 6은 본 발명의 장치의 제5 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 7은 본 발명의 장치의 제6 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 8은 도 1에 도시된 장치의 작동과 관련된 압력 엔탈피 선도.

도 9는 본 발명의 장치의 제7 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 10은 본 발명의 장치의 제8 실시예를 개략적으로 부분 절단한 측면도.

도 11은 본 발명의 장치의 제9 실시예를 단순화한 단면도.

도 12는 본 발명의 장치의 제10 실시예를 단순화한 단면도.

도 13은 본 발명의 장치의 제11 실시예를 단순화한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 극저온 저장 용기

11 : 펌프

12 : 열 교환기

13 : 음식물

14 : 컨베이어

15 : 냉동 터널

16 : 일 팽창기

17 : 배기 덕트

18 : 난류 유도 팬

118 : 간접 열 교환기

219 : 교류 발전기

220 : 전기 가열 요소

221 : 물

416a, 416b : 일 팽창기

622 : 동력 제어 유닛

623 : 모터

624 : 기계적 냉각 유닛

625, 725 : 압축기

626 : 열 교환기

627 : 밸브

628 : 냉각 코일

629, 729, 829, 929, 1029a, 1029b : 냉각 공간

630, 730 : 주 동력원

본 발명은 제품을 냉동시키기 위한 냉동 방법 및 그 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로(이에 국한되는 것은 아님) 식료품을 냉동시키기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

식료품을 냉동시키기 위해 액체 질소를 사용하는 것은 지난 30년 동안에 상당히 보편화 되어 왔다. 잘 알려진 것처럼 냉동 식품의 품질도 향상되었다. 그러나, 액체 질소는 현재 고급 식료품 냉동에는 사용되지만, 비용 문제로 고가에 팔리 지 않는 식료품 냉동에는 사용되지 않는다. 일반적으로, 저가의 식료품은 기계 냉동을 사용하여 냉동된다.

수년에 걸쳐 소정 식료품을 냉동시키는데 필요한 액체 질소의 양을 줄이기 위하여 많은 시도가 행해졌고, 좀 더 확대된 범위의 식료품들을 냉동하는데 액체 질소를 사용하는 것이 점점 경제적으로 가능해지고 있는 추세이다.

본 발명은 이러한 추세를 그대로 반영하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면 제품을 냉동시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 극저온 액체를 증발시키는 단계와, 이렇게 형성된 증기를 피냉동 제품과의 간접적인 열 교환으로 가온(加溫)하는 단계와, 상기 가온된 증기를 일 팽창시키는 단계와, 그리고 이렇게 얻어진 일 팽창된 증기를 상기 제품 또는 다른 제품의 냉각에 사용하는 단계를 포함한다.

일반적으로, 극저온 액체는 액체 질소이지만, 다른 극저온 액체, 예를 들어 액체 공기도 또한 포함할 수 있다.

필요하다면, 상기 일 팽창된 증기는 제품을 냉각시키기 위해 상기 제품과 직접적으로 열 교환될 수 있다. 별법으로서, 일 팽창된 증기는 제품을 냉각시키기 위해 상기 제품과 간접적으로 열 교환될 수 있다.

상기 방법은 상기 일 팽창 동안 회수되는 일을 물을 가열하는 데 사용하는 단계를 포함하는 것이 유익하다.

선택적으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 상기 일 팽창 동안 회수되는 에너지를 난류 유도 팬을 구동하는 데 사용하는 단계를 포함한다.

선택적으로 또는 추가적으로, 상기 방법은 상기 일 팽창 동안 회수되는 일의 적어도 일부를 냉각 공간이 구비된 기계적 냉각기에 적어도 부분적으로 동력을 공급하는 데 사용하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 제품을 극저온 유체로 냉동시킨 후에 제품을 냉각 공간에 통과시키는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 상기 방법은 상기 제품을 극저온 유체로 냉동시키기 전에 제품을 상기 냉각 공간에 통과시키는 단계를 포함한다.

상기 극저온 액체는 액체 질소이고, 상기 방법은 10 bar g 초과하는 압력, 바람직하게는 15 bar g 초과하는 압력, 유용하게는 20 bar g 미만의 압력으로 액체 질소를 공급하는 단계를 포함하는 것이 좋다.

상기 제품은 식료품인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 제품을 냉동시키기 위한 냉동 장치를 제공하고, 이 냉동 장치는 냉동기, 상기 냉동기에 설치된 열 교환기 및 일 팽창기를 포함하며, 사용중에 극저온 액체가 상기 열 교환기에서 증발 및 가온될 수 있고, 이렇게 형성된 증기가 상기 일 팽창기에서 팽창되며, 그 후 상기 냉동기에서 제품을 더 냉각하기 위해 사용되도록 구성되어 있다.

상기 장치는, 상기 제품과의 간접적인 열 교환 상태로 상기 팽창된 증기를 상기 일 팽창기로부터 상기 냉동기를 통과하게 전달하는 제2 열 교환기를 더 포함하는 것이 유익하다.

상기 장치는 상기 일 팽창기에서 물로 에너지를 전하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 일 팽창기는 상기 냉동기 내에 난류를 유도하기 위한 팬에 연결되는 것이 유익하다.

상기 장치는, 압축기가 연결되어 있는 기계적 냉각기와, 사용중에 상기 일 팽창기에서 상기 압축기로 에너지를 전하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 상기 일 팽창기는 상기 압축기에 직접 연결된다.

다른 실시예에서, 상기 일 팽창기는 발전기에 연결되며, 상기 압축기는 모터에 연결되고, 상기 발전기는 상기 모터에 연결된다.

상기 장치는 동력 제어 유닛을 포함하고, 상기 발전기는 상기 동력 제어 유닛을 통해 상기 모터에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 동력 제어 유닛은 주 동력원에 연결 가능하며, 사용중 상기 주 동력원으로부터 상기 모터로 필요한 만큼 에너지를 공급할 수 있는 것이 유익하다.

상기 기계적 냉각기는 상기 냉동기로부터의 팽창된 증기와의 열 교환 상태로 상기 압축기로부터의 압축된 냉매를 냉각하도록 구성되어 있는 열 교환기를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기계적 냉각기는 냉각 공간을 포함하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 상기 냉각 공간은 상기 냉동기의 하류에 배치된다.

다른 실시예에서, 상기 냉각 공간은 상기 냉동기의 상류에 배치된다.

또 다른 실시예에서는, 2개의 냉각 공간(단일 기계적 냉각기 또는 독립적인 별개의 기계적 냉각기들에 결합되어 있는)이 있으며, 그 중 하나는 상기 냉동기의 상류에, 그리고 나머지는 냉동기의 하류에 배치된다.

상기 장치는 상기 극저온 액체가 상기 열 교환기에 유입되기 전에 극저온 액체의 압력을 높이기 위한 펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 펌프는 적어도 10 bar g의 압력으로 액체 질소를 송출할 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 예를 들어, 관련 도면을 참조로 할 수 있다.

극저온 저장 용기(10)는 도 1에 도시되어 있다.

펌프(11)는 극저온 저장 용기(10)로부터 -196℃의 액제 질소를 받아 그 질소를 약 14 bar g로 펌핑하도록 구성되어 있다.

그 후, 상기 액체 질소는 열 교환기(12)를 통과하는데, 이 열 교환기에서 액체 질소가 증발되어 냉동 터널(15)을 통해 컨베이어(14)로 운반되는 음식물(13)을 냉각시킨다.

질소 증기는 약 -40℃로 열 교환기(12)를 떠난 후 일 팽창기(16)를 지나면서 대기압으로 일 팽창된다. 일 팽창기를 떠나는 차가운 질소 증기는 냉동 터널(15)에 도입되어, 음식물(13)과 직접적인 열 교환을 한다.

액체 질소는 배기 덕트(17)를 통해 냉동 터널을 떠나며 대기중으로 배출된다. 난류 유도 팬(18)은 냉동 터널(15)내의 질소 증기와 음식물(13)간의 열 교환을 통상적인 방법으로 촉진시키기 위해 마련된다.

액체 질소가 극저온 저장 용기로부터 직접 공급되어 통상적인 노즐을 통해 냉동 터널에 약 1 bar g 로 도입되는 통상적인 터널 냉동기 보다 상기 냉동 터널은 거의 25% 정도 더 적은 액체 질소를 사용하는 것으로 산출값에 나타나 있다.

상기 절약분외에도, 2개의 추가 절약분이 언급된다. 특히, 일 팽창기(16)에서 이용할 수 있는 에너지는 회수될 수 있고, 예를 들어 정기적으로 냉동 터널을 청소하는데 필요한 다량의 물을 가열하기 위한 부수적인 목적에 사용된다. 또한, 펌프(11)는 액체 질소를 분배하는 데 사용되는 통상적인 증발기 설비를 불필요하게 한다는 것을 유의하라. 특히, 통상적인 설비에서는 극저온 저장 용기로부터의 액체 질소 중 소량이 회수되고 증발된다. 그 후, 압력이 일반적으로 3.5 bar a (2.5 bar g) 이내인 증기는 극저온 저장 용기(10)의 상부에 도입되어, 그 용기를 가압하게 된다. 펌프(11)를 사용하면 증발기가 필요하지 않게 되며, 상당량의 액체 질소의 추가 절약분을 얻는다.

극저온 저장 용기(10)로부터의 액체의 압력은, 가능한 엔탈피를 조금 증가시키면서 상승하는 것이 바람직하다. 바람직한 압력으로 액체 질소를 펌핑하기 위해 펌프를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 통상적인 저장 용기와 연결되어 있는 증발기를 사용하면 압력이 상승할 것이라고 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 설비를 사용하면 거의 대부분 부당한 엔탈피의 증가를 초래하여 의도하던 절약분의 상당분이 감소되거나 없어지기도 한다. 또한, 저장 용기내에서 액체 질소를 가압 헬륨으로 가압하면 압력이 상승할 것이라고 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법은 비용이 많이 들고 비현실적이다.

얻을 수 있는 절약분은 상승되는 액체 질소의 압력에 영향을 받는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 압력이 1에서 10 bar g로 증가될 때, 절약분은 급속히 증가한다. 그러나, 그 이후 증가율은 급속히 감소한다. 약 2.5 bar g의 압력에서는 10%의 절약분을 얻을 수 있고, 10 bar g에서는 약 18%의 절약분을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 13 bar g 이상에서도 그 이상의 상당한 절약분이 얻어진다. 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 20 bar g 이상에서의 증분은 매우 작으며, 그 이상의 압력에서 작동할 때에는 거의 증가하지 않는다.

도 2에 도시된 곡선은 일 팽창기의 효율이 88%라고 가정하였다. 그러나, 더 높은 효율을 갖는 일 팽창기를 고려하여도 도 2에 도시된 곡선과 유사한 곡선을 나타내며, 유효 작동 압력도 도 2에 도시된 범위와 유사하다.

전술한 실시예의 다양한 변형례가 고찰되며, 예를 들어 간접 열 교환기가 냉동 터널(15)의 하류 또는 상류에 있는 별개의 챔버에서 식료품을 냉각하는 데 사용될 수 있다. 별법으로서, 간접 열 교환기는 여러 식료품 처리 라인을 갖는 공장에 있어서 별개의 식료품 처리 라인 내에서 또는 이 처리 라인과 관련하여 식료품을 냉각하는 데 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 또 다른 실시예에서는 도 1에 도시된 부품들과 유사한 기능한 갖는 부품들의 도면 부호는 "100"대의 번호로 표기하였다. 가장 큰 차이점은 원심 펌프(11)가 왕복 펌프(111)로 교체된 것과, 팽창된 질소 증기가 대기중으로 배출되기 전에 냉동 터널(115)에 있는 간접 열 교환기(118)를 통과한다는 것이다. 이러한 구성은 질소 증기가 작업장에 들어가지 못하게 한다.

일반적으로, 도 4에 도시된 실시예는 도 3에 도시된 실시예와 유사하며, 도 3에 도시된 부품들과 유사한 기능을 갖는 부품들의 도면 부호는 "200"대의 번호로 표기하였다. 유일한 큰 차이점은 일 팽창기(216)가 장치의 정기 세척용 물(221)을 가열하는 데 사용되는 전기 가열 요소(220)에 연결된 교류 발전기(219)를 구동하는 데 사용된다는 것이다. 필요하다면, 상기 교류 발전기(219)는, 예를 들어 직접적으로 물(221)을 가열하도록 구성되는 마찰 브레이크 설비 등의 임의의 적합한 에너지 흡수 장치에 의해 간단히 대체될 수 있다. 필요하다면, 일 팽창기(216)는 물(221)을 가열하는 데 사용될 수 있는 공기 등의 기체를 압축하여 가열하는 데 사용될 수 있는 압축기를 구동하는 데 사용될 수 있다. "콤팬더(compander : 압축기와 일 팽창기를 합친 것)"로 알려진 직접 연결된 장치가 상기 목적에 사용되는 것이 유익하다.

도 5에 도시된 실시예에서는 일 팽창기(316)로부터의 에너지가 난류 유도 팬(317)를 구동하는 데 사용된다. 필요하다면 사용 가능한 에너지의 단 일부만이 난류 유도 팬(317)를 구동하는 데 사용될 수 있다. 난류 유도 팬(317)에 의해 소모되는 에너지의 일부는 냉동 터널의 내부에서 회수될 것이라고 이해될 것이다. 그러나, 같은 양의 에너지가 팬(117)과 유사한 모터 구동식 난류 유도 팬에 전해질 것이다.

도 6에 도시된 실시예에서, 열 교환기(412)를 떠나는 더운 질소 증기가 일 팽창기(416a, 416b)를 지나면서 2단계로 팽창된다. 펌프(411)가 액체 질소를 비교적 높은 압력으로 펌핑하는 경우에 직렬로 연결된 2개의 일 팽창기를 사용하는 것이 필요한 것으로 예상되지만, 현 단계에서는 전술한 바와 같이 연결된 일 팽창기의 사용이 필요한 것으로 예상되지 않는다.

도 7에 도시된 실시예에서는 펌프(511)로부터 나온 액체 질소가 공통 헤더를 통하여 병렬로 연결된 8개의 별개의 열 교환기(512)에 전해진다. 각 열 교환기(512)를 떠나는 -40℃의 더운 증기는 각각의 난류 유도 팬(517)에 연결되어 있는 각각의 일 팽창기(516)를 통해 팽창된다. 각 난류 유도 팬(517)을 떠나는 차가운 증기는 난류 유도 팬 바로 부근에서 냉동 터널에 직접 도입된다.

도 8은 도 1에 도시된 장치와 관련된 압력-엔탈피 선도를 단순화해서 도시한다. 확인할 수 있는 바와 같이, 펌프(11)는 액체 질소의 압력을 A점으로부터 B점까지 거의 등엔트로피 과정으로 상승시킨다. 그 후 액체 질소는 증발되고 가온되며 C점에서 일 팽창기(116)로 들어간다. 선 CD를 따라 일 팽창이 일어난다. 추가 냉각이 D점에서 E점 구간에서 가능하다. 반면에, 통상적인 액체 질소 냉동기에서는, 작동 라인은 A점에서 E점으로 바로 이동한다.

일 팽창이 회전 또는 왕복 기계를 통해 실시되며 줄-톰슨(Joule Thompson J-T) 밸브를 통한 팽창 이득(만약 있다면)은 무시해도 좋다는 것을 앞의 논의를 통해 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 특히 액체 질소의 사용에 대해 설명하고 있지만, 액체 공기도 또한 적용할 수 있다. 놀랍게도, 액체 공기에서 획득되는 절약분은, 바람직한 압력 범위가 실질적으로 동일함에도 불구하고, 액체 질소에서 획득되는 절약분보다 조금 작다. 본 발명의 식료품을 냉동하는 상황에 이산화탄소를 사용하는 것은 아주 조금 이득이 있거나 전혀 없는 것으로 보인다.

본 발명은 특히 식료품 냉동에 사용되는 연속 냉동기에 특히 적합할 것으로 고찰되지만, 본 발명은 배치(batch)식 냉동기와 연속 냉동기 모두에 적용할 수 있다.

도 9에 도시된 실시예는 도 4에 도시된 실시예와 거의 유사하며, 도 4에 도시된 부품들과 유사한 기능을 갖는 부품들의 도면 부호는 "600"대의 번호로 표기하였다. 큰 차이점은 교류 발전기(619)가 기계적 냉각 유닛(624)의 모터(623)에 연결되는 동력 제어 유닛(622)에 연결된다는 것이다.

기계적 냉각 유닛(624)은 압축기(625), 열 교환기(626), 팽창 밸브(627) 및 냉각 공간(629)에 있는 냉각 코일(628)을 포함한다.

사용중에 교류 발전기(619)에 의해 발생되는 동력은 동력 제어 유닛(622)을 통해 모터(623)에 보내진다. 상기 모터(623)는, 예를 들어 R22, R134A 및 메탄 등의 적합한 냉매를 압축하는 압축기(625)를 구동시킨다. 압축기(625)를 떠나는 고온 냉매는 열 교환기(626)에서 물과 열 교환하여 냉각된다. 그 후에 상기 냉각된 냉매는 밸브(627)를 통해 팽창된다. 그 후에 차가운 냉매는 냉각 공간(629)에 있는 냉각 코일(628)을 통과한다. 상기 냉매는 냉각 공간을 떠나고 압축기(625) 입구로 되돌아 온다. 교류 발전기(619)로부터 사용 가능한 동력이 변할 수 있기 때문에, 동력 제어 유닛(622)은 주 동력원(630)에 연결되며 주 동력원(630)에서 교류 발전기(619)로는 동력을 뽑아 사용할 수 없도록 구성되어 있다.

도 10에 도시된 실시예는 도 9에 도시된 실시예와 유사하며, 유사한 기능을 갖는 부품들의 도면 부호는 "700"대의 번호로 표기하였다. 가장 중요한 차이점은 열 교환기(726)가 일반적으로 약 -40℃로 열 교환기(718)를 떠나는 팽창된 질소 증기를 받아 들이도록 구성되어 있는 열 교환기(731)에 의해 보조 받는다는 것이다.

사용중에는, 열 교환기(726)를 떠나는 상기 냉각된 냉매는 열 교환기(731)에서 더 냉각되거나 부분적으로 응축되고, 이로 인해 냉각 공간(729)에 추가 냉각을 제공한다. 열 교환기(726)는 어떤 실시예에서는 생략될 수 있는 것으로 고찰된다.

일 팽창기(616;716)는 압축기(625;725)와 직접 기계적으로 연결되는데, 필요에 따라 주 동력원(630;730)에 의해 압축기(625;725)를 구동시키기 위한 설비가 마련될 수 있다.

냉각 공간(629;729)은 냉동 터널(615;715)에서 독립되어 있는 별개의 공간이다. 그러나, 냉각 공간은 피냉동 식료품에 따라 냉동 터널의 하류나 상류에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다. 실제로는, 어느 한 단부에서 개별적으로 또는 양쪽 단부 모두에서 냉각되는 공간이 몇몇 냉동 터널에 마련된다고 고찰된다.

도 11은 냉각 공간(829)의 하류에 마련되는 냉동 터널(815)을 모식적으로 도시하고 있다. 이 배치는 특히 냉동 표피를 가능한 빨리 얻은 후에 냉각 공간에서 제품을 전체적으로 냉동시키는 것이 바람직한 경우에 적합하다. 난류 유도 팬은 피냉동 제품으로의 열 전달을 촉진시키기 위해 냉각 공간(829)에 마련된다.

도 12는 냉각 공간(829)의 상류에 마련되는 냉동 터널(915)을 모식적으로 도시하고 있다. 이 구성은 특히 제품의 어는점 보다 조금 높은 온도까지 제품을 냉각하는 비교적 느리고 비교적 저렴한 초기 과정이 냉동 제품의 질의 상당한 저하를 일으키지 않는 경우에 적합하다.

도 13은 2개의 냉각 공간(1029a, 1029b)이 각각 상류 및 하류에 마련되어 있는 냉동 터널(1035)을 모식적으로 도시하고 있다. 이 구성은 특히 급속한 표피 냉동시킨후에 어는점 보다 조금 높은 온도까지 개별적으로 서서히 냉각하는 것과 안정 기간이 용인될 수 있는 경우에 적합하다.

높은 위생 기준을 유지하기 위해 많은 터널 냉동기들이 정지된 후, 예를 들어 단일 제품 냉동기의 경우 매 24시간 마다, 또는 수요가 적은 미식가를 위한 제품을 냉동할 때에는 매 6시간 또는 7시간 마다 잦은 간격으로 증기 세척된다. 냉동 터널은 냉각 되어져야만 다시 사용할 수 있다. 이는 통상적으로 바람직한 온도에 도달하기까지 냉동 터널에 액체 질소를 도입함으로써 달성된다. 초기 냉각 과정 동안에 액체 질소를 사용하는 것이 매우 빠르지만, 또한 매우 비용이 많이 드는것으로 이해될 것이다. 냉각 공간을 기계적으로 냉각하기 위해 외부 전기 동력을 사용하고, 초기 냉각 과정의 일부를 수행하기 위해 냉각 공간으로부터 냉동 터널을 통해 차가운 공기를 뽑아냄으로써 상당한 비용 절감을 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 액체 공기도 극저온 액체로 사용될 수 있으며, 만약 사용된다면 액체 질소에 대해 지시된 압력으로 실질적으로 펌핑될 것이다.

본 발명의 제품을 냉동시키기 위한 냉동 방법 및 그 장치를 사용하면 주어진 제품(특히, 식료품)을 냉동시키는데 필요한 액체 질소의 양을 절약하여 비용을 절 감할 수 있어, 더 많은 제품들을 액체 질소를 사용하여 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (40)

1. 제품을 냉동시키기 위한 냉동 방법으로서,

   액체 질소 또는 액체 공기인 극저온 액체의 압력을 실질적으로 등엔탈피로 10 bar g 이상의 압력까지 가압하는 단계와,

   상기 극저온 액체를 증발시키고, 이렇게 형성된 증기를 피냉동 제품과의 간접적인 열 교환으로 가온하는 단계와,

   상기 가온된 증기를 일 팽창시키는 단계, 및

   이렇게 얻어진 일 팽창된 증기를 상기 제품 또는 다른 제품의 냉각에 사용하는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 일 팽창된 증기는 상기 제품을 냉각시키기 위해 상기 제품과 직접적으로 열 교환되는 것인 냉동 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 일 팽창된 증기는 상기 제품을 냉각시키기 위해 상기 제품과 간접적으로 열 교환되는 것인 냉동 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 일 팽창 동안 회수되는 일을 물을 가열하는 데 사용하는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 일 팽창 동안 회수되는 일을 난류 유도 팬을 구동하는 데 사용하는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 일 팽창 동안 회수되는 일의 적어도 일부를 냉각 공간이 구비된 기계적 냉각기에 적어도 부분적으로 동력을 공급하는 데 사용하는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제품을 극저온 유체로 냉동시킨 후에 상기 제품을 상기 냉각 공간에 통과시키는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 제품을 극저온 유체로 냉동시키기 전에 상기 제품을 상기 냉각 공간에 통과시키는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제8항에 있어서, 상기 극저온 액체는 액체 질소이고, 15 bar g를 초과하는 압력으로 상기 극저온 액체를 공급하는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
12. 제11항에 있어서, 20 bar g 미만의 압력으로 상기 극저온 액체를 공급하는 단계를 포함하는 것인 냉동 방법.
13. 제1항 내지 제8항, 제11항 또는 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제품은 식료품인 것인 냉동 방법.
14. 제품을 냉동시키기 위한 냉동 장치로서,

    액체 질소 또는 액체 공기인 극저온 액체의 압력을 실질적으로 등엔탈피로 10 bar g 이상의 압력까지 가압하는 수단과,

    냉동기와,

    이 냉동기에 설치된 열 교환기 및 일 팽창기

    를 포함하며, 사용 중에 상기 극저온 액체가 상기 열 교환기에서 증발 및 가온될 수 있고, 이렇게 형성된 증기가 상기 일 팽창기에서 팽창된 후 상기 냉동기에서 제품을 더 냉각하기 위해 사용되는 것인 냉동 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 제품과의 간접적인 열 교환 상태로 상기 팽창된 증기를 상기 일 팽창기로부터 상기 냉동기를 통하여 이송하는 제2 열 교환기를 더 포함하는 것인 냉동 장치.
16. 제14항에 있어서, 상기 일 팽창기로부터 물로 에너지를 전달하는 수단을 더 포함하는 것인 냉동 장치.
17. 제14항에 있어서, 상기 일 팽창기는 상기 냉동기 내에 난류를 유도하는 팬에 연결되는 것인 냉동 장치.
18. 제14항에 있어서, 압축기가 연결되어 있는 기계적 냉각기와, 사용 중에 상기 일 팽창기로부터 상기 압축기로 에너지를 전달하는 수단을 더 포함하는 것인 냉동 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 일 팽창기는 상기 압축기에 직접 연결되는 것인 냉동 장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 일 팽창기는 발전기에 연결되며, 상기 압축기는 모터에 연결되고, 상기 발전기는 상기 모터에 연결되는 것인 냉동 장치.
21. 제20항에 있어서, 동력 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 발전기는 이 동력 제어 유닛을 통해 상기 모터에 연결되는 것인 냉동 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 동력 제어 유닛은 주 동력원에 연결 가능하며, 사용중에 상기 주 동력원으로부터 상기 모터로 필요한 만큼 에너지를 공급할 수 있는 것인 냉동 장치.
23. 제18항에 있어서, 상기 기계적 냉각기는 상기 냉동기로부터의 팽창된 증기와의 열 교환으로 상기 압축기로부터의 압축된 냉매를 냉각하게 배치되는 열 교환기를 포함하는 것인 냉동 장치.
24. 제18항에 있어서, 상기 기계적 냉각기는 냉각 공간을 포함하는 것인 냉동 장치.
25. 제24항에 있어서, 상기 냉각 공간은 상기 냉동기의 하류에 배치되는 것인 냉동 장치.
26. 제24항에 있어서, 상기 냉각 공간은 상기 냉동기의 상류에 배치되는 것인 냉동 장치.
27. 제24항에 있어서, 2개의 냉각 공간을 포함하고, 그 중 하나는 상기 냉동기의 상류에, 그리고 다른 하나는 냉동기의 하류에 배치되는 것인 냉동 장치.
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39. 제18항 내지 제27항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 극저온 액체의 압력을 실질적으로 등엔탈피로 승압하는 수단은 펌프인 것인 냉동 장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 펌프는 액체 질소를 15 bar g를 초과하는 압력으로 공급할 수 있는 것인 냉동 장치.

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